"ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿದೆ" ಎಂಬ ಪರಿಚಿತ ತತ್ವವು ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸೇರಿದಂತೆ ಸಮಾಜದ ಅನೇಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ದೀರ್ಘಕಾಲ ಸ್ಥಾಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆಧುನಿಕ ವಾಸ್ತವಗಳಲ್ಲಿ, "ಸಣ್ಣ, ಆದರೆ ಪ್ರಬಲ" ಎಂಬ ಮಾತಿನ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನುಷ್ಠಾನವು ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗುತ್ತಿದೆ. ಇದು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತವಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ಹಿಂದೆ ಸಂಪೂರ್ಣ ಕೋಣೆಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿತು, ಆದರೆ ಈಗ ಮಗುವಿನ ಅಂಗೈಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಣ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಹೌದು, ಲಾರ್ಜ್ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ (LHC) ಅನ್ನು ನೆನಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ, ಅದರ ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ ಆಯಾಮಗಳನ್ನು (26 ಮೀ ಉದ್ದ) ಅಕ್ಷರಶಃ ಅದರ ಹೆಸರಿನಲ್ಲಿ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ? ಆದ್ದರಿಂದ, DESY ಯ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಪ್ರಕಾರ ಇದು ಈಗಾಗಲೇ ಹಿಂದಿನ ವಿಷಯವಾಗಿದೆ, ಅವರು ವೇಗವರ್ಧಕದ ಚಿಕಣಿ ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಅದರ ಪೂರ್ಣ-ಗಾತ್ರದ ಪೂರ್ವವರ್ತಿಗೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲಿ ಕೆಳಮಟ್ಟದಲ್ಲಿಲ್ಲ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಮಿನಿ ವೇಗವರ್ಧಕವು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ನಡುವೆ ಹೊಸ ವಿಶ್ವ ದಾಖಲೆಯನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿತು, ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ದ್ವಿಗುಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿಕಣಿ ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಹೇಗೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅದರ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಮೂಲ ತತ್ವಗಳು ಯಾವುವು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಏನು ತೋರಿಸಿವೆ? ಇದರ ಬಗ್ಗೆ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪಿನ ವರದಿ ನಮಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹೋಗು.
ಸಂಶೋಧನಾ ಆಧಾರ
ಮಿನಿ-ಆಕ್ಸಿಲರೇಟರ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ DESY (ಜರ್ಮನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಿಂಕ್ರೊಟ್ರಾನ್) ನಲ್ಲಿ ಡೊಂಗ್‌ಫಾಂಗ್ ಜಾಂಗ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಆಧುನಿಕ ಸಮಾಜದ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೂಲಗಳು ನಂಬಲಾಗದಷ್ಟು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಹಲವು ಔಷಧ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ರೇಡಿಯೋ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಆಸಿಲೇಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಪ್ರಸ್ತುತ ರೇಖೀಯ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ದೊಡ್ಡ ಸಮಸ್ಯೆಯೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚ, ಸಂಕೀರ್ಣ ಮೂಲಸೌಕರ್ಯ ಮತ್ತು ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ. ಮತ್ತು ಅಂತಹ ನ್ಯೂನತೆಗಳು ಅಂತಹ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಲಭ್ಯತೆಯನ್ನು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಬಳಕೆದಾರರಿಗೆ ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ.
ಈ ಸ್ಪಷ್ಟ ಸಮಸ್ಯೆಗಳು ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಉತ್ತಮ ಪ್ರೋತ್ಸಾಹವಾಗಿದೆ, ಅದರ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯು ಭಯಾನಕತೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ.
ಈ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿನ ಸಾಪೇಕ್ಷ ನವೀನತೆಗಳಲ್ಲಿ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಹಲವಾರು "ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು" ಹೊಂದಿವೆ:
- ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವಿಕಿರಣದ ಸಣ್ಣ ಅಲೆಗಳು ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ನಾಡಿಗಳು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಮಿತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ ಸ್ಥಗಿತ*, ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವೇಗವರ್ಧನೆ ಇಳಿಜಾರುಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ;
ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಗಿತ* - ನಿರ್ಣಾಯಕಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ ಪ್ರಸ್ತುತ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ತೀಕ್ಷ್ಣವಾದ ಹೆಚ್ಚಳ.
- ಉನ್ನತ-ಕ್ಷೇತ್ರದ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ವಿಧಾನಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಚೋದಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ನಡುವೆ ಆಂತರಿಕ ಸಿಂಕ್ರೊನೈಸೇಶನ್ಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ;
- ಅಂತಹ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಅವುಗಳ ವೆಚ್ಚ, ಉತ್ಪಾದನಾ ಸಮಯ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರವು ಬಹಳವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.
ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ತಮ್ಮ ಮಿಲಿಮೀಟರ್-ಪ್ರಮಾಣದ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ವೇಗವರ್ಧಕವು ಪ್ರಸ್ತುತ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತಿರುವ ಮೈಕ್ರೋ-ಆಕ್ಸಿಲರೇಟರ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಂಬುತ್ತಾರೆ, ಆದರೆ ಅವುಗಳ ಸಣ್ಣ ಆಯಾಮಗಳಿಂದಾಗಿ ಅನೇಕ ಅನಾನುಕೂಲತೆಗಳಿವೆ.
ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ವೇಗವರ್ಧಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯದವರೆಗೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ನಿರಾಕರಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅವರ ಅಭಿಪ್ರಾಯದಲ್ಲಿ, ಈ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಅನೇಕ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗಿಲ್ಲ, ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ.
ನಾವು ಇಂದು ಪರಿಗಣಿಸುತ್ತಿರುವ ಅವರ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸ್ಟೀಮ್ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತಾರೆ (ವಿಭಜಿತ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವೇಗವರ್ಧಕ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾನಿಪ್ಯುಲೇಟರ್) - ಒಂದು ವಿಭಜಿತ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವೇಗವರ್ಧಕ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾನಿಪ್ಯುಲೇಟರ್. ಸ್ಟೀಮ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಉದ್ದವನ್ನು ಉಪ-ಪೈಕೋಸೆಕೆಂಡ್ ಅವಧಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ವೇಗವರ್ಧಕ ಹಂತದ ಮೇಲೆ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
200 MV/m (MV - ಮೆಗಾವೋಲ್ಟ್) ವೇಗವರ್ಧಕ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು, ಇದು 70 keV ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದಿಂದ > 55 keV (kiloelectronvolt) ನ ರೆಕಾರ್ಡ್ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ವೇಗವರ್ಧನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, 125 keV ವರೆಗಿನ ವೇಗವರ್ಧಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಯಿತು.
ಸಾಧನದ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಅನುಷ್ಠಾನ
ಚಿತ್ರ ಸಂಖ್ಯೆ 1: ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿರುವ ಸಾಧನದ ರೇಖಾಚಿತ್ರ.
ಚಿತ್ರ ಸಂಖ್ಯೆ 1-2: a - ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ 5-ಪದರದ ವಿಭಜಿತ ರಚನೆಯ ರೇಖಾಚಿತ್ರ, b - ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪ್ರಸರಣದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ವೇಗವರ್ಧನೆ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕಿನ ಅನುಪಾತ.
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳು (55 ಕೆವಿ) ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್* ಮತ್ತು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಸ್ಟೀಮ್-ಬಂಚರ್ (ಬೀಮ್ ಕಂಪ್ರೆಸರ್) ಗೆ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಅವು ಸ್ಟೀಮ್-ಲಿನಾಕ್ (ರೇಖೀಯ ವೇಗವರ್ಧಕ*).
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್* - ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಸಂರಚನೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಕಿರಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಸಾಧನ.
ಲೀನಿಯರ್ ವೇಗವರ್ಧಕ* - ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಣಗಳು ರಚನೆಯ ಮೂಲಕ ಒಮ್ಮೆ ಮಾತ್ರ ಹಾದುಹೋಗುವ ವೇಗವರ್ಧಕ, ಇದು ರೇಖೀಯ ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಆವರ್ತಕದಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುತ್ತದೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, LHC).
ಎರಡೂ STEAM ಸಾಧನಗಳು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ಸಮೀಪದ ಅತಿಗೆಂಪು (NIR) ಲೇಸರ್‌ನಿಂದ ಪಡೆಯುತ್ತವೆ, ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್‌ನ ಫೋಟೋಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಅನ್ನು ಸಹ ಹಾರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ನಡುವೆ ಆಂತರಿಕ ಸಿಂಕ್ರೊನೈಸೇಶನ್ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಫೋಟೊಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಫೋಟೊಎಮಿಷನ್‌ಗಾಗಿ ನೇರಳಾತೀತ ಕಾಳುಗಳು ಎರಡು ಸತತ ಹಂತಗಳ ಮೂಲಕ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ GVG* ಸಮೀಪದ ಅತಿಗೆಂಪು ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲಭೂತ ತರಂಗಾಂತರ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು 1020 nm ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ಅನ್ನು ಮೊದಲು 510 nm ಗೆ ಮತ್ತು ನಂತರ 255 nm ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.
GVG* (ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸೆಕೆಂಡ್ ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ ಜನರೇಷನ್) ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ವಸ್ತುವಿನೊಂದಿಗಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅದೇ ಆವರ್ತನದ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನವನ್ನು ದ್ವಿಗುಣಗೊಳಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ ಅರ್ಧ ತರಂಗಾಂತರದೊಂದಿಗೆ ಹೊಸ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.
NIR ಲೇಸರ್ ಕಿರಣದ ಉಳಿದ ಭಾಗವನ್ನು 4 ಕಿರಣಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಇಂಟ್ರಾ-ಪಲ್ಸ್ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಮೂಲಕ ನಾಲ್ಕು ಸಿಂಗಲ್-ಸೈಕಲ್ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಎರಡು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ನಂತರ ಪ್ರತಿ ಸ್ಟೀಮ್ ಸಾಧನಕ್ಕೆ ಸಮ್ಮಿತೀಯ ಹಾರ್ನ್ ರಚನೆಗಳ ಮೂಲಕ ತಲುಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪ್ರಸರಣದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ನಿರ್ದೇಶಿಸುತ್ತದೆ.
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಪ್ರತಿ STEAM ಸಾಧನವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿದಾಗ, ಅವು ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಲೊರೆಂಟ್ಜ್ ಪಡೆಗಳು*.
ಲೊರೆಂಟ್ಜ್ ಫೋರ್ಸ್* - ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಣದ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಶಕ್ತಿ.
ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ವೇಗವರ್ಧನೆ ಮತ್ತು ಕ್ಷೀಣತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಪಾರ್ಶ್ವದ ವಿಚಲನಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ #2
ನಾವು ಚಿತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ನೋಡುವಂತೆ 2 и 2b, ಪ್ರತಿ ಸ್ಟೀಮ್ ಸಾಧನದ ಒಳಗೆ, ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ತೆಳುವಾದ ಲೋಹದ ಹಾಳೆಗಳಿಂದ ವಿವಿಧ ದಪ್ಪದ ಹಲವಾರು ಪದರಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿಯ ಭಾಗವನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್‌ನ ಆಗಮನದ ಸಮಯವನ್ನು ಸಮನ್ವಯಗೊಳಿಸಲು ಪ್ರತಿ ಪದರದಲ್ಲೂ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳಿವೆ ತರಂಗ ಮುಂಭಾಗ* ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಮುಂಭಾಗದೊಂದಿಗೆ.
ಅಲೆಯ ಮುಂಭಾಗ* - ಅಲೆಯು ತಲುಪಿದ ಮೇಲ್ಮೈ.
ಎರಡೂ ಸ್ಟೀಮ್ ಸಾಧನಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಅಂದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಹೇರುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಸಂವಹನ ಪ್ರದೇಶದ ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ.
ಮೊದಲ ಸಾಧನದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಹಾದುಹೋಗಲು ಸಮಯವನ್ನು ನಿಗದಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಶೂನ್ಯ ದಾಟುವಿಕೆ* ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಕ್ಷೇತ್ರ, ಅಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಸಮಯದ ಇಳಿಜಾರುಗಳನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸರಾಸರಿ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಶೂನ್ಯ ದಾಟುವಿಕೆ* - ಯಾವುದೇ ಉದ್ವೇಗವಿಲ್ಲದ ಬಿಂದು.
ಈ ಸಂರಚನೆಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಬಾಲವನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸಲು ಮತ್ತು ಅದರ ತಲೆಯು ಕ್ಷೀಣಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಬ್ಯಾಲಿಸ್ಟಿಕ್ ರೇಖಾಂಶದ ಕೇಂದ್ರೀಕರಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ (2 и 2ಸೆ).
ಎರಡನೆಯ ಸಾಧನದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವಿಕಿರಣದ ಸಿಂಕ್ರೊನೈಸೇಶನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ ಆದ್ದರಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣವು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಋಣಾತ್ಮಕ ಚಕ್ರವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಅನುಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂರಚನೆಯು ನಿವ್ವಳ ನಿರಂತರ ವೇಗವರ್ಧನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ (2b и 2d).
NIR ಲೇಸರ್ 1.2 nm ತರಂಗಾಂತರದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು 50 Hz ನ ಪುನರಾವರ್ತನೆಯ ದರದಲ್ಲಿ 1020 ps ಅವಧಿಯ ಮತ್ತು 10 mJ ಶಕ್ತಿಯ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕಲ್ ಕೂಲ್ಡ್ Yb:YLF ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿದೆ. ಮತ್ತು 0.29 ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ (3.44 ಪಿಎಸ್ ಅವಧಿ) ಕೇಂದ್ರ ಆವರ್ತನದೊಂದಿಗೆ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಕಾಳುಗಳು ಇಳಿಜಾರಾದ ನಾಡಿ ಮುಂಭಾಗದ ವಿಧಾನದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ.
STEAM-buncher (ಬೀಮ್ ಕಂಪ್ರೆಸರ್) ಅನ್ನು ಪವರ್ ಮಾಡಲು ಕೇವಲ 2 x 50 nJ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು, ಮತ್ತು STEAM-linac (ರೇಖೀಯ ವೇಗವರ್ಧಕ) ಗೆ 2 x 15 mJ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.
ಎರಡೂ ಸ್ಟೀಮ್ ಸಾಧನಗಳ ಒಳಹರಿವು ಮತ್ತು ಔಟ್ಲೆಟ್ ರಂಧ್ರಗಳ ವ್ಯಾಸವು 120 ಮೈಕ್ರಾನ್ಗಳು.
ಕಿರಣದ ಸಂಕೋಚಕವನ್ನು ಸಮಾನ ಎತ್ತರದ (0 ಮಿಮೀ) ಮೂರು ಪದರಗಳೊಂದಿಗೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಸಮಯವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು 225 ಮತ್ತು 4.41 ಮಿಮೀ ಉದ್ದದ ಫ್ಯೂಸ್ಡ್ ಸಿಲಿಕಾ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳನ್ನು (ϵr = 0.42) ಹೊಂದಿದೆ. ಸಂಕೋಚಕ ಪದರಗಳ ಸಮಾನ ಎತ್ತರಗಳು ಯಾವುದೇ ವೇಗವರ್ಧನೆ ಇಲ್ಲ ಎಂಬ ಅಂಶವನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತವೆ (2ಸೆ).
ಆದರೆ ರೇಖೀಯ ವೇಗವರ್ಧಕದಲ್ಲಿ ಎತ್ತರಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ - 0.225, 0.225 ಮತ್ತು 0.250 ಮಿಮೀ (+ ಫ್ಯೂಸ್ಡ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಫಲಕಗಳು 0.42 ಮತ್ತು 0.84 ಮಿಮೀ). ಪದರದ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಳವು ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ವೇಗದಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಎರಡು ಸಾಧನಗಳ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕತೆಗೆ ಪದರಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ನೇರವಾಗಿ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಗಮನಿಸುತ್ತಾರೆ. ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ದರಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಲೇಯರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ಎತ್ತರದ ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್‌ಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.
ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು
ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ರೇಡಿಯೊ ಆವರ್ತನ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಲ್ಲಿ, ವೇಗವರ್ಧಿತ ಕಿರಣದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಪರಿಣಾಮವು ಕಿರಣದೊಳಗೆ ಬರುವ ವಿವಿಧ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅನುಭವಿಸಿದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬದಲಾವಣೆಯಿಂದಾಗಿ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ನೆನಪಿಸುತ್ತಾರೆ. ವಿವಿಧ ಸಮಯಗಳಲ್ಲಿ. ಹೀಗಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಳಿಜಾರುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಕಿರಣಗಳು ದೊಡ್ಡ ಶಕ್ತಿಯ ಹರಡುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಬಹುದು. ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಚುಚ್ಚುಮದ್ದಿನ ಕಿರಣಗಳು ಸಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೌಲ್ಯಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗಳು*.
ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ* - ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಣಗಳ ವೇಗವರ್ಧಿತ ಕಿರಣದಿಂದ ಆಕ್ರಮಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಹಂತದ ಜಾಗ.
ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಅವಧಿಯು ಸರಿಸುಮಾರು 200 ಪಟ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಉದ್ವೇಗ* ಬೆಂಬಲಿತ ಕ್ಷೇತ್ರವು 10 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿ* - ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಸೂಚಕ, ಈ ಚಾರ್ಜ್‌ನ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾದ ಸ್ಥಾಯಿ ಪಾಯಿಂಟ್ ಚಾರ್ಜ್‌ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ಬಲದ ಅನುಪಾತಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಹೀಗಾಗಿ, ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವೇಗವರ್ಧಕದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಅನುಭವಿಸುವ ಕ್ಷೇತ್ರ ಇಳಿಜಾರುಗಳು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಾಧನಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಕ್ರಮಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು. ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಕ್ರತೆಯು ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ಸಮಯದ ಪ್ರಮಾಣವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಅವಧಿಯು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಇದು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ.
ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನಿರ್ಧರಿಸಿದರು. ಇದನ್ನು ಮಾಡಲು, ಅವರು ವಿವಿಧ ಅವಧಿಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿದರು, ಇದು ಮೊದಲ ಸ್ಟೀಮ್ ಸಾಧನವನ್ನು (STEAM-buncher) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಕೋಚನದಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ #3
ಸಂಕೋಚಕವು ವಿದ್ಯುತ್ ಮೂಲಕ್ಕೆ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿಲ್ಲದಿದ್ದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಕಿರಣಗಳು (55 ಕೆವಿ) ∼1 ಎಫ್‌ಸಿ (ಫೆಮ್ಟೊಕೌಲೊಂಬ್) ಚಾರ್ಜ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್‌ನಿಂದ ರೇಖೀಯ ವೇಗವರ್ಧಕ ಸಾಧನಕ್ಕೆ (ಸ್ಟೀಮ್-ಲಿನಾಕ್) ಸರಿಸುಮಾರು 300 ಮಿಮೀ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತವೆ. ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಚಾರ್ಜ್ ಫೋರ್ಸ್‌ಗಳ ಪ್ರಭಾವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ 1000 fs (femtoseconds) ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅವಧಿಯವರೆಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು.
ಈ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣವು 60 ps ಆವರ್ತನದೊಂದಿಗೆ ವೇಗವರ್ಧಕ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಅರ್ಧ-ತರಂಗಾಂತರದ ಸುಮಾರು 1,7% ನಷ್ಟು ಭಾಗವನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ 115 keV ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ವಿತರಣೆಯ ಅರ್ಧ-ಅಗಲದಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ನಂತರದ ಶಕ್ತಿಯ ರೋಹಿತವು ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. 60 keV ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು (3).
ನಿರೀಕ್ಷಿತ ಫಲಿತಾಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಹೋಲಿಸಲು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಸೂಕ್ತ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ ಸಮಯದೊಂದಿಗೆ ಸಿಂಕ್ ಆಗದಿದ್ದಾಗ (ಅಂದರೆ, ಸಿಂಕ್‌ನಿಂದ ಹೊರಗಿರುವಾಗ) ರೇಖೀಯ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಮೂಲಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪ್ರಸರಣದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಅನುಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಶಕ್ತಿಯ ಹೆಚ್ಚಳವು ಚುಚ್ಚುಮದ್ದಿನ ಕ್ಷಣದ ಮೇಲೆ ಬಹಳ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ, ಇದು ಉಪಪೈಕೋಸೆಂಡ್ ಸಮಯದ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ (3b) ಅಂದರೆ, ಸೂಕ್ತವಾದ ಸೆಟ್ಟಿಂಗ್‌ನೊಂದಿಗೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪ್ರತಿ ಪದರದಲ್ಲಿ ಪೂರ್ಣ ಅರ್ಧ-ಚಕ್ರದ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವಿಕಿರಣ ವೇಗವರ್ಧನೆಯನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತದೆ (3ಸೆ).
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ವಿವಿಧ ಸಮಯಗಳಲ್ಲಿ ಬಂದರೆ, ಅವು ಮೊದಲ ಪದರದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ವೇಗವರ್ಧನೆಯನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಅದರ ಮೂಲಕ ಪ್ರಯಾಣಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಡಿಸಿಂಕ್ರೊನೈಸೇಶನ್ ನಂತರ ಕೆಳಗಿನ ಪದರಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಅನಗತ್ಯ ನಿಧಾನಗತಿಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ (3d).
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ವಿಸ್ತರಣೆಯ ಋಣಾತ್ಮಕ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು, ಮೊದಲ ಸ್ಟೀಮ್ ಸಾಧನವು ಸಂಕೋಚನ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಕೋಚಕಕ್ಕೆ ಒದಗಿಸಲಾದ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಲಿನಾಕ್ ಅನ್ನು ಹ್ಯಾಚ್ ಮೋಡ್‌ಗೆ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಲಿನಾಕ್‌ನಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಅವಧಿಯನ್ನು ಕನಿಷ್ಠ ~350 fs (ಅರ್ಧ ಅಗಲ) ಗೆ ಹೊಂದುವಂತೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ (4b).
ಚಿತ್ರ #4
ಕನಿಷ್ಠ ಕಿರಣದ ಅವಧಿಯನ್ನು ಫೋಟೋಕ್ಯಾಥೋಡ್ UV ಪಲ್ಸ್‌ನ ಅವಧಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅದು ~ 600 fs ಆಗಿತ್ತು. ಸಂಕೋಚಕ ಮತ್ತು ಪಟ್ಟಿಯ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸಿದೆ, ಇದು ದಪ್ಪವಾಗಿಸುವ ಬಲದ ವೇಗವನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸಿತು. ಒಟ್ಟಾಗಿ, ಈ ಕ್ರಮಗಳು ವೇಗವರ್ಧಕ ಹಂತದ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರದ ಮೇಲೆ 4 ರೇಖೀಯ ವೇಗವರ್ಧಕದಲ್ಲಿ ಆಪ್ಟಿಮೈಸ್ಡ್ ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ನಂತರ ಸಂಕುಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಶಕ್ತಿಯ ಹರಡುವಿಕೆಯು ಸಂಕ್ಷೇಪಿಸದ ಒಂದಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ~ 4 ಪಟ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ನೋಡಬಹುದು. ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಸಂಕುಚಿತ ಕಿರಣದ ಶಕ್ತಿಯ ವರ್ಣಪಟಲವು ಸಂಕ್ಷೇಪಿಸದ ಕಿರಣಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಗಳ ಕಡೆಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ನಂತರ ಶಕ್ತಿಯ ವರ್ಣಪಟಲದ ಉತ್ತುಂಗವು ಸುಮಾರು 115 ಕೆವಿ ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಬಾಲವು ಸುಮಾರು 125 ಕೆವಿ ತಲುಪುತ್ತದೆ.
ಈ ಅಂಕಿಅಂಶಗಳು, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಸಾಧಾರಣ ಹೇಳಿಕೆಯ ಪ್ರಕಾರ, ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ ಹೊಸ ವೇಗವರ್ಧಕ ದಾಖಲೆಯಾಗಿದೆ (ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಮೊದಲು ಇದು 70 ಕೆವಿ ಆಗಿತ್ತು).
ಆದರೆ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು (4), ಇನ್ನೂ ಕಡಿಮೆ ಕಿರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸಬೇಕು.
ಚಿತ್ರ #5
ಸಂಕ್ಷೇಪಿಸದ ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ಕಿರಣದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಕಿರಣದ ಗಾತ್ರದ ಪ್ರವಾಹದ ಮೇಲೆ ಪ್ಯಾರಾಬೋಲಿಕ್ ಅವಲಂಬನೆಯು ಅಡ್ಡ ಮತ್ತು ಲಂಬ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಅಡ್ಡ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ: εx,n = 1.703 mm*mrad ಮತ್ತು εy,n = 1.491 mm*mrad (5).
ಸಂಕೋಚನವು ಪ್ರತಿಯಾಗಿ, ಅಡ್ಡ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು εx,n = 6 mm*mrad (ಸಮತಲ) ಮತ್ತು εy,n = 0,285 mm*mrad (ಲಂಬ) ಗೆ 0,246 ಬಾರಿ ಸುಧಾರಿಸಿತು.
ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಕಡಿತದ ಮಟ್ಟವು ಕಿರಣದ ಅವಧಿಯ ಕಡಿತದ ಮಟ್ಟಕ್ಕಿಂತ ಸರಿಸುಮಾರು ಎರಡು ಪಟ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ ಅಂಶವಾಗಿದೆ, ಇದು ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲವಾಗಿ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ಮತ್ತು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಅನುಭವಿಸಿದಾಗ ಸಮಯದೊಂದಿಗೆ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಅಳತೆಯಾಗಿದೆ (5b и 5ಸೆ).
ಚಿತ್ರದ ಮೇಲೆ 5b ಸೂಕ್ತ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಸಂಪೂರ್ಣ ಅರ್ಧ-ಚಕ್ರವನ್ನು ಅನುಭವಿಸುವುದನ್ನು ನೋಡಬಹುದು. ಆದರೆ ಸೂಕ್ತ ಸಮಯಕ್ಕೆ ಮೊದಲು ಅಥವಾ ನಂತರ ಬರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಕಡಿಮೆ ವೇಗವರ್ಧನೆ ಮತ್ತು ಭಾಗಶಃ ಕುಸಿತವನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತವೆ. ಅಂತಹ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಸ್ಥೂಲವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ.
ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು. ಸೂಕ್ತ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಚುಚ್ಚುಮದ್ದಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಸಮ್ಮಿತೀಯ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಪರಿಚಯವು ಸೂಕ್ತ ಸಮಯದ ಮೊದಲು ಸಂಭವಿಸಿದಲ್ಲಿ, ನಂತರ ಹೆಚ್ಚು ಧನಾತ್ಮಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಋಣಾತ್ಮಕವಾದವುಗಳು ಇದ್ದವು. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸೂಕ್ತ ಸಮಯಕ್ಕಿಂತ ನಂತರ ಪರಿಚಯಿಸಿದರೆ, ಕಡಿಮೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ (5ಸೆ) ಮತ್ತು ಅಂತಹ ವಿಚಲನಗಳು ಅಕ್ಷಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಅದರ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಎಡಕ್ಕೆ, ಬಲಕ್ಕೆ, ಮೇಲಕ್ಕೆ ಅಥವಾ ಕೆಳಕ್ಕೆ ವಿಚಲನಗೊಳ್ಳಬಹುದು ಎಂಬ ಅಂಶಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಿರಣವನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಲು ಅಥವಾ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಲು ಅನುಗುಣವಾದ ಅಡ್ಡ ಆವೇಗದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.
ಅಧ್ಯಯನದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ವಿವರವಾದ ಪರಿಚಯಕ್ಕಾಗಿ, ನಾನು ನೋಡಲು ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡುತ್ತೇವೆ и ಅವನಿಗೆ.
ಸಂಚಿಕೆ
ಸಾರಾಂಶದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಅವಧಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸಿದರೆ ವೇಗವರ್ಧಕ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ, ಸಾಧಿಸಬಹುದಾದ ಕಿರಣದ ಅವಧಿಯನ್ನು ಅನುಸ್ಥಾಪನೆಯ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯಿಂದ ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದರೆ, ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ, ಕಿರಣದ ಅವಧಿಯು 100 fs ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ತಲುಪಬಹುದು.
ಪದರಗಳ ಎತ್ತರವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕಿರಣದ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಗಮನಿಸುತ್ತಾರೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ವಿಧಾನವು ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಲ್ಲದೆ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಸಾಧನವನ್ನು ತಯಾರಿಸುವ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ಕೆಲಸವು ರೇಖೀಯ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಚಿಕಣಿ ಆವೃತ್ತಿಯ ಹೆಚ್ಚು ವಿಸ್ತಾರವಾದ ಮತ್ತು ವಿವರವಾದ ಅಧ್ಯಯನದ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತವಾಗಿದೆ. ಪರೀಕ್ಷಿತ ಆವೃತ್ತಿಯು ಈಗಾಗಲೇ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತಿದೆ ಎಂಬ ವಾಸ್ತವದ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಅದನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ರೆಕಾರ್ಡ್ ಬ್ರೇಕಿಂಗ್ ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು, ಇನ್ನೂ ಮಾಡಲು ಬಹಳಷ್ಟು ಕೆಲಸಗಳಿವೆ.
ನಿಮ್ಮ ಗಮನಕ್ಕೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು, ಕುತೂಹಲದಿಂದಿರಿ ಮತ್ತು ಎಲ್ಲರಿಗೂ ಉತ್ತಮ ವಾರ! 🙂
ನಮ್ಮೊಂದಿಗೆ ಇರುವುದಕ್ಕೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು. ನೀವು ನಮ್ಮ ಲೇಖನಗಳನ್ನು ಇಷ್ಟಪಡುತ್ತೀರಾ? ಹೆಚ್ಚು ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕ ವಿಷಯವನ್ನು ನೋಡಲು ಬಯಸುವಿರಾ? ಆರ್ಡರ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಅಥವಾ ಸ್ನೇಹಿತರಿಗೆ ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ನಮ್ಮನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಿ, ಪ್ರವೇಶ ಮಟ್ಟದ ಸರ್ವರ್‌ಗಳ ಅನನ್ಯ ಅನಲಾಗ್‌ನಲ್ಲಿ Habr ಬಳಕೆದಾರರಿಗೆ 30% ರಿಯಾಯಿತಿ, ಇದನ್ನು ನಿಮಗಾಗಿ ನಾವು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದ್ದೇವೆ: (RAID1 ಮತ್ತು RAID10, 24 ಕೋರ್‌ಗಳವರೆಗೆ ಮತ್ತು 40GB DDR4 ವರೆಗೆ ಲಭ್ಯವಿದೆ).
Dell R730xd 2 ಪಟ್ಟು ಅಗ್ಗವಾಗಿದೆಯೇ? ಇಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ನೆದರ್ಲ್ಯಾಂಡ್ಸ್ನಲ್ಲಿ! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99 ರಿಂದ! ಬಗ್ಗೆ ಓದು
ಮೂಲ: www.habr.com