Notum principium Β« potentioris Β» diu in multis societatis regionibus, in scientiis et technicis inclusis, positum est. Attamen in rebus hodiernis magis ac magis communior fit exsecutio dicti "parvi sed potentis". Hoc manifestatur tam in computatris, quam ante totum cubiculum sumpsit, nunc in palma pueri convenit, et in particula acceleratoriae praecepit. Etiam memento Magnae Hadron Collider (LHC), cuius dimensiones impressivae (26 m longitudinis) litteraliter suo nomine indicantur? Haec igitur res iam praeteriti temporis est secundum phisicos ex DESY, qui parvam versionem acceleratoris evolvit, quae non minor est in perficiendo praedecessore suo amplitudine. Praeterea, accelerator mini novum testimonium terrarum inter acceleratores terahertz etiam posuit, duplicando energiam electrons infixam. Quomodo exiguum accelerator evolvit, quae sunt principia operationis eius, et quae experimenta practica demonstraverunt? Renuntiatio sodalitatis inquisitionis nos adiuvabit ut de hac re experiamur. Vade.
Investigatio basis
Secundum Dongfang Zhang et collegas in DESY (German Electron Synchrotron), qui mini-accelerator, fontes electronici ultrafast elaboraverunt, in vita societatis hodiernae incredibilis munus habent. Multi ex eis apparent in medicina, evolutione electronica et investigatione scientifica. Maxima quaestio de currentibus acceleratoribus linearibus oscillatoribus radiophonicis frequentia adhibitis, princeps sumptus, multiplex infrastructura, et consummatio potentiae impressivae. Atque huiusmodi defectus valde limitant promptitudinem talium technologiarum ad latius patentes utentium rationes.
Hae quaestiones manifestae magnum incitamentum sunt ad machinas explicandas, quarum magnitudo et vis consummatio horrorem non affert.
Inter novitates relativas in hac industria sunt acceleratores Terahertz, qui plures habent utilitates:
- Exspectatur breves fluctus et breves pulsus radiorum terahertz signanter augere limen naufragii*per campum, quod augebit gradus accelerationis;
Electrical naufragii * - Acuta incrementa vigenti cum intentione supra critica applicatur.
- praesentia methodi effectivae ad radiorum campum generandum summus terahertz concedit pro interna synchronisation inter electrons et excitationem agrorum;
- Methodi classici ad huiusmodi machinas creandas adhiberi possunt, sed sumptus, productio temporis et amplitudo multum minuentur.
Scientistae putant acceleratorem illorum millimetris terahertz compromissum esse inter acceleratores conventionales qui nunc in promptu sunt et micro acceleratores augentur, sed multa incommoda ob minimas dimensiones habent.
Investigatores non negant technologiam accelerationis terahertz aliquamdiu in evolutione fuisse. Attamen, in sententia sua, adhuc multae rationes in hac provincia inveniuntur, quae nondum pervestigata, probata vel impleta sunt.
In opere suo, de quo hodie agimus, scientias facultates STEAM demonstrant.articulata terahertz accelerator et manipulator) - accelerator electronico- terahertz articulatus et tractator. STEAM efficit ut longitudinem electronici trabis ad durationem sub-picosecondam reducere possit, eoque femto secondo potestatem super tempus accelerationis providens.
Potuit consequi accelerationem campi 200 MV/m (MV - megavolt), quod ducit ad terahertz accelerationem > 70 keV (kiloelectronvolt) e trabi empressi cum energia 55 keV. Hoc modo electronica accelerata ad 125 keV impetrata sunt.
Fabrica structuram et exsecutionem
Imago No. 1: schema de fabrica sub studio.
Imago N. 1-2: a - diagrammate evolutae structurae 5-strae divisae, b - ratio accelerationis et directionis electronici propagationis.
Electron trabes (55 keV) generantur ex electronic gun * et introducuntur in terahertz STEAM bouncher (trabem compressoris), post quam transeunt in STEAM-LINAC.linearibus accelerator *).
Electron gun * - machinam generandi radios electrons figurae et industriae requisitae.
Linearibus accelerator * - accelerator in quo particulae oneratae semel tantum per structuram transeunt, quae linearem acceleratorem ab uno cyclico (exempli gratia LHC) distinguit.
Utraque STEAM machinis pulsus terahertz ab uno laser prope infrared (NIR) recipiunt, quod etiam electronici tormenti photocathodem accendit, ex synchronisatione interna inter electrons et agros accelerans. Pulsus ultraviolaceus pro photoemissione in photocathode per duos gradus continuos generatur GVG* fundamentalis adsum prope-infrared lucem. Hic processus convertitur a 1020 um pulsus laser primum ad 510 um et deinde ad 255 um.
GVG* (generationis harmonicae secundae optica) est processus coniunctionis photonorum eiusdem frequentiae in commercio cum materia nonlineari, quae ad formationem novorum photonorum cum energia et frequentia duplici ac dimidia necem ducit.
Reliquum trabes laseris NIR in 4 radios scinditur, quae quattuor cycli terahertz generandi adhibentur pulsus intra- pulsus frequentiae differentias generando.
Duo terahertz pulsus tunc singulis STEAM fabrica per symmetricas cornuum structuras tradentur quae industriam terahertz dirigunt in regionem commercii per directionem propagationis electronicae.
Cum electrons in unumquemque vaporem machinam intret, elementa electrica et magnetica exponuntur Lorentz copias *.
Lorentz vi* - vis quacum electromagneticus agit in particula accusata.
In hoc casu, campus electricus responsabilis est accelerationis et retardationis, et campus magneticus deflexiones laterales causat.
Imago #2
Ut videmus in imaginibus 2a ΠΈ 2b, , , terahertz radiis transverse bracteis tenuibus metallicis in varios crassitudinis variae stratis dividuntur , quarum unaquaeque agit ut fluctuans , partem totius energiae ad commercium regionem transferens . Sunt etiam laminae dielectricae in unaquaque tabula ad tempus adventus componendae terahertz . elevabit frontem * cum fronte electrons.
Wavefront* β Superficies ad quam fluctus pervenit.
Ambae STEAM machinis in modo electrica operantur, hoc est, ita ut campum electricum imponere et campum magneticum in centro commercii areae supprimere.
In primo artificio opportuno electrons transire nulla transitus * campus terahertz, ubi tempus graduum campi electrici maximizantur et campus mediocris elevatur.
Nulla transitus * β Punctus ubi nulla contentio est.
Haec conformatio caudam trabi electronici accelerat et caput eius retardat, inde in longitudinalibus positis ballisticis (2a ΠΈ 2s).
In secunda arte, synchronisatio radiorum electronici et terahertz ita posita est ut trabes electronici solum cyclum electrici agri electrici terahertz negativum experiatur. Configuratio haec resultat in rete continua accelerationis (2b ΠΈ 2d).
NIR laser est systema cryogenice refrigeratum Yb:YLF pulsus opticas durationis 1.2 ps producens et 50 mJ energiam ad necem 1020 nm et repetitio rate of 10 Hz. Et pulsuum terahertz cum frequentia centrali 0.29 terahertz (tempus 3.44 ps) generantur ab methodo anterius pulsum inclinatum.
Ad potestatem STEAM-BUNCHER (trabem compressoris) solum 2 x 50 nJ de terahertz industria adhibitum est, et vapor-linac (linac) requiritur 2 x 15 mJ.
Diameter diverticuli et exitu foraminum utriusque exhalatio strophas 120 microns est.
Trabes compressor designatus cum tribus stratis aequalis altitudinis (0 mm), quae laminis silicis (Ο΅r = 225) fusis instructi sunt longitudinis 4.41 et 0.42 mm ad imperium leo. Aequalia altitudines compressoris stratorum nullam esse accelerationem reflectunt (2s).
At in lineari acceleratore altitudines iam diversae sunt - 0.225, 0.225 et 0.250 mm (plaelae vicus + fustae 0.42 et 0.84 mm). Augmentum in altitudine iacuit incrementum celeritatis electrons in acceleratione.
Physici notant numerum stratorum directe responsabilitatem uniuscuiusque duarum machinarum ad functionem pertinentis. Ut superiores rates accelerationis assequendum, exempli gratia, plures laminis et differentiae altitudinis configurationes ad optimize commercium requirerent.
Proventus experimentorum practicorum
In primis, investigatores admonent acceleratores frequentiae radiophonicae in traditionalibus effectus temporalis amplitudinis radiorum electronici in proprietatibus trabes accelerati, ob mutationem in campo electrico experto in commercio diversorum electronicorum intra trabem venientem. diversis temporibus. Ita exspectari potest ut campus cum gradibus altioribus et radiis diuturnis durationibus ampliorem vim divulget. Radii diuturnitatis injecti etiam ad bona superiora ducere possunt emittances *.
emissio* - Phase spatium occupatum a tigno accelerato particularum incurrentium.
In casu acceleratoris terahertz, periodus excitationis campi circiter CC temporibus brevior est. Unde, tensio* campus suffultus 10 temporibus altior erit.
Electric ager vi * - index campi electrici, aequalis proportio vis applicatae ad punctum crimen stationarium positum in dato puncto in campo ad magnitudinem huius criminis.
Ita, in acceleratore terahertz, graduum campi ab electrons experti possunt plures ordines magnitudinis altiores esse quam in fabrica conventionali. Tempus scalae, qua curvatura campi notabilis est, signanter minor erit. Ex quo sequitur, durationem electronici trabes introducti effectum acutiorem habebunt.
Scientes has theorias in praxi probare decreverunt. Ad hoc faciendum, radios electronicos diversarum durationum introduxerunt, quae compressione utentes primo STEAM-BUNCHER (STEAM-BUNCHER).
Imago #3
In casu ubi compressor principii potentiae non connexus erat, radii electronici (55 keV) cum impetu 1 fC (femtocoulomb) transierunt circiter 300 mm ab electronico sclopeto ad lineari acceleratoris fabrica (STEAM-LINAC). Hae electronicae sub influxu spatii incusationem virium usque ad durationem plusquam 1000 fs (femtoseconds) dilatare poterant.
In hac duratione, electronici trabes circiter 60% dimidiae adaequationis campi accelerantis in frequentia 1,7 ps occupaverunt, inde in spectro post-acceleratione energiae cum cacumine ad 115 keV et dimidia latitudine energiae distributionis. major keV LX (3a).
Ad hos eventus comparandos cum illis expectatis, status propagationis electronici per acceleratorem linearem simulatum est, cum electronici e sync cum (i.e. e sync cum) iniectionem temporis optimalem haberent. Rationes huius rei ostenderunt incrementum energiae electronicae valde dependere a momento iniectionis, usque ad scalam subpico secondam (3b). Hoc est, cum optimal occasu, electronico plenum dimidium cycli radialis terahertz accelerationis in utroque tabulato experietur (3s).
Si electronica diversis temporibus perveniunt, minus accelerationem in primo strato patiuntur, quod eos diutius pervadere facit. Deinde in sequentibus stratis desynchronization augetur, tarditatis invitis causans (3d).
Ut minimizent effectum negativum extensionis temporalis electronici trabes, primus STEAM fabrica operata est in modo compressionis. Electron trabes diuturnitatis in linaco optimized ad minimum ~350 fs (dimidii latitudinis) per incedit energia terahertz compressoris et mutandi linac ad modum excludendi (4b).
Imago #4
Trabs minima secundum durationem pulsus photocathodis UV, quod erat ~600 fs, positum est. Spatium inter compressorem et clavum etiam magni ponderis partes egit, quae celeritatem ingruit. Simul hae mensurae praecisionem femto secondam efficiunt in injectione periodi accelerationis periodi.
Ad imaginem 4a videri potest vim propagationem electronici trabis compressi post accelerationem optimized in lineari acceleratore decrescere per ~4 tempora ad incompressum comparatum. Ob accelerationem, vis spectri trabes compressi ad vires superiores, contra incompressum trabem, transfertur. Vertex spectri energiae post accelerationem circiter 115 keV est, et summa industria caudam circiter 125 keV attingit.
Hae figurae, secundum modicam phisicorum enuntiationem, nova recorda acceleratio (antequam acceleratio 70 keV) in terahertz parte erat.
Sed ut industria dispersionem reducere (4a) trabem breviorem perficiendam esse.
Imago #5
In casu incompresso inducto trabis, dependentia parabolica trabis magnitudinis in currente manifestat emissionem transversalem in directiones horizontales et verticales: n = 1.703 mm* mrad et Ξ΅y, n = 1.491 mm* mrad (5a).
Compressio, vicissim, emittentiam transversalem per 6 times ad Ξ΅x, n = 0,285 mm* mrad (horizontalem) et Ξ΅y, n = 0,246 mm*mrad (verticalem).
Notatu dignum est gradum emissionis reductionis circiter duplo maiorem esse quam gradus reductionis diuturnitatis trabes, quae mensura est nonlinearitatis dynamicorum commercii cum tempore, quo electrons validos versari et defocusare campi magnetici in acceleratione (.5b ΠΈ 5s).
Ad imaginem 5b Videri potest electrons optimo tempore inductum experiri accelerationis campi electrici totius dimidii cycli. Electrona autem quae ante vel post tempus meliorem adveniunt minus accelerationem et etiam partialem retardationem sentiunt. Tales electrons leniore fine, dure loquendo.
Similis condicio campi magnetico exposita conspicitur. Electron infusum in meliorem tempus experientiam symmetriarum copiarum camporum magneticorum positivorum et negativorum. Si introductio electronicorum ante tempus meliorem facta est, tunc agri positivi et pauciores negativi erant. Electrona si serius introducuntur quam tempus optima, pauciores positivus et negativus pauciores erunt (5s). Tales autem deflexiones eo ducunt quod electronicum potest deviare ad laevam, dextram, sursum vel deorsum, secundum suum situm respectu axi, quod incrementum in transversali mo- mento respondente posito vel defocusatione trabis inducit.
Pro accuratiore studiorum notis ac simplicium rerum notis commendo ΠΈ ad eum.
epilogus,
In summa, accelerator effectus augebit si duratio electronici trabes minuitur. In hoc opere, aeceptibilis trabes diuturnitas per institutionis geometriam limitata est. Sed in theoria radiorum durationis attingere potest minus quam 100 fs.
Scientes etiam notant trabis qualitatem augeri posse, reducendo in altitudinem laminis et numerum augendo. Attamen haec methodus sine problematibus non est, praesertim in multiplicitate fabricandi fabrica augenda.
Hoc opus est rudimentum amplioris et accuratioris studii minimaturae versionis acceleratoris linearis. Quamvis versio probata iam optimos eventus ostendat, qui recte recordatio dici potest, multum tamen laboris est facere.
Tibi gratias ago pro attentione tua, curiosus mane et omnes hebdomadam magnam habes! π
Gratias tibi ago pro manendo nobiscum. Placetne tibi vasa nostra? Vis videre plus interesting contentus? Suscipe nos ponendo ordinem vel commendando amicos; 30% discount pro usoribus Habr in singulari analogo de servientibus ingressuri, quod a nobis pro vobis est inventum: (praesto cum RAID1 et RAID10, usque ad 24 coros et usque ad 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 temporibus vilius? Tantum hic in Belgio! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - from $99! Read about
Source: www.habr.com