"වඩා බලවත්" යන හුරුපුරුදු මූලධර්මය විද්‍යාව හා තාක්ෂණය ඇතුළු සමාජයේ බොහෝ අංශවල දිගු කලක් තිස්සේ ස්ථාපිත වී ඇත. කෙසේ වෙතත්, නූතන යථාර්ථයන් තුළ, "කුඩා, නමුත් බලවත්" යන කියමන ප්රායෝගිකව ක්රියාත්මක කිරීම වඩ වඩාත් පොදු වෙමින් පවතී. මෙය පෙරදී මුළු කාමරයම අල්ලාගත් පරිගණක දෙකෙහිම විදහා දක්වයි, නමුත් දැන් දරුවෙකුගේ අත්ලෙහි සහ ආරෝපිත අංශු ත්වරණකාරකවල ගැලපේ. ඔව්, විශාල හැඩ්‍රොන් ඝට්ටනය (LHC) මතක තබා ගන්න, එහි ආකර්ෂණීය මානයන් (දිග මීටර් 26) එහි නමේ වචනාර්ථයෙන් දක්වා තිබේද? එබැවින්, එහි සම්පූර්ණ ප්‍රමාණයේ පූර්වගාමියාට වඩා ක්‍රියාකාරීත්වය අතින් පහත් නොවන ඇක්සලරේටරයේ කුඩා අනුවාදයක් නිපදවා ඇති DESY හි විද්‍යාඥයින්ට අනුව මෙය දැනටමත් අතීතයට අයත් දෙයකි. එපමනක් නොව, කුඩා ඇක්සලරේටරය ටෙරාහර්ට්ස් ඇක්සලරේටර් අතර නව ලෝක වාර්තාවක් පවා පිහිටුවමින්, එබ්බවූ ඉලෙක්ට්‍රෝනවල ශක්තිය දෙගුණ කරයි. කුඩා ඇක්සලරේටරය සංවර්ධනය කළේ කෙසේද, එහි ක්‍රියාකාරිත්වයේ මූලික මූලධර්ම මොනවාද සහ ප්රායෝගික අත්හදා බැලීම් පෙන්වා ඇත්තේ කුමක්ද? මේ පිළිබඳව සොයා බැලීමට පර්යේෂණ කණ්ඩායමේ වාර්තාව අපට උපකාර කරනු ඇත. යන්න.
පර්යේෂණ පදනම
කුඩා ඇක්සලරේටරය නිපදවූ DESY (German Electron Synchrotron) හි Dongfang Zhang සහ ඔහුගේ සගයන්ට අනුව, අති වේගවත් ඉලෙක්ට්රෝන ප්‍රභවයන් නූතන සමාජයේ ජීවිතය තුළ ඇදහිය නොහැකි තරම් වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. ඔවුන්ගෙන් බොහෝ දෙනෙක් වෛද්‍ය විද්‍යාව, ඉලෙක්ට්‍රොනික සංවර්ධන සහ විද්‍යාත්මක පර්යේෂණවල පෙනී සිටිති. රේඩියෝ සංඛ්‍යාත ඔස්කිලේටර් භාවිතා කරන වත්මන් රේඛීය ත්වරණකාරකවල ඇති ලොකුම ගැටලුව වන්නේ ඒවායේ අධික පිරිවැය, සංකීර්ණ යටිතල පහසුකම් සහ ආකර්ෂණීය බල පරිභෝජනයයි. තවද එවැනි අඩුපාඩු පුළුල් පරාසයක පරිශීලකයින්ට එවැනි තාක්ෂණයන් ලබා ගැනීම බෙහෙවින් සීමා කරයි.
මෙම පැහැදිලි ගැටළු, විශාලත්වය සහ බලශක්ති පරිභෝජනය භීතියට හේතු නොවන උපාංග සංවර්ධනය කිරීමට විශාල දිරිගැන්වීමක් වේ.
මෙම කර්මාන්තයේ සාපේක්ෂ නවකතා අතර terahertz ත්වරණකාරක වේ, ඒවාට "ප්‍රතිලාභ" ගණනාවක් ඇත:
- කෙටි තරංග සහ ටෙරාහර්ට්ස් විකිරණවල කෙටි ස්පන්දන සීමාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කරනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ. බිඳ වැටීම*, ක්ෂේත්රය නිසා ඇති වන, ත්වරණ අනුක්‍රමණය වැඩි කරනු ඇත;
විදුලි බිඳවැටීම* - විවේචනාත්මක එකට ඉහලින් වෝල්ටීයතාවයක් යොදන විට වත්මන් ශක්තියේ තියුණු වැඩිවීමක්.
- ඉහළ ක්ෂේත්‍ර ටෙරාහර්ට්ස් විකිරණ ජනනය කිරීම සඳහා ඵලදායී ක්රම තිබීම ඉලෙක්ට්රෝන සහ උත්තේජක ක්ෂේත්‍ර අතර අභ්‍යන්තර සමමුහුර්තකරණයට ඉඩ සලසයි;
- එවැනි උපකරණ නිර්මාණය කිරීම සඳහා සම්භාව්ය ක්රම භාවිතා කළ හැකි නමුත් ඒවායේ පිරිවැය, නිෂ්පාදන කාලය සහ ප්රමාණය විශාල වශයෙන් අඩු වනු ඇත.
විද්යාඥයන් විශ්වාස කරන්නේ ඔවුන්ගේ මිලිමීටර් පරිමාණයේ ටෙරාහර්ට්ස් ඇක්සලරේටරය දැනට පවතින සාම්ප්‍රදායික ත්වරණකාරක සහ සංවර්ධනය වෙමින් පවතින නමුත් ඒවායේ ඉතා කුඩා මානයන් නිසා බොහෝ අවාසි ඇති ක්ෂුද්‍ර ත්වරණකාරක අතර සම්මුතියක් බවයි.
ටෙරාහර්ට්ස් ත්වරණ තාක්ෂණය යම් කාලයක් තිස්සේ සංවර්ධනය වෙමින් පවතින බව පර්යේෂකයන් ප්‍රතික්ෂේප කරන්නේ නැත. කෙසේ වෙතත්, ඔවුන්ගේ මතය අනුව, අධ්‍යයනය නොකළ, පරීක්ෂා නොකළ හෝ ක්රියාත්මක නොකළ බොහෝ පැති තවමත් මෙම ප්‍රදේශයේ ඇත.
අද අප සලකා බලමින් සිටින ඔවුන්ගේ කාර්යයේදී, විද්යාඥයින් STEAM හි හැකියාවන් පෙන්නුම් කරයි (ඛණ්ඩනය කරන ලද terahertz ඉලෙක්ට්රෝන ත්වරණකාරකය සහ හැසිරවීම) - ඛණ්ඩිත ටෙරාහර්ට්ස් ඉලෙක්ට්රෝන ත්වරණකාරකයක් සහ උපාමාරු කරන්නා. STEAM මඟින් ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයේ දිග උප-පිකෝතත්පර දක්වා අඩු කිරීමට හැකි වන අතර එමඟින් ත්වරණය අදියර කෙරෙහි femtosecond පාලනය සපයයි.
200 MV/m (MV - megavolt) ක ත්වරණ ක්ෂේත්‍රයක් සාක්ෂාත් කර ගැනීමට හැකි විය, එය 70 keV ශක්තියක් සහිත කාවැද්දූ ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයෙන් > 55 keV (kiloelectronvolt) වාර්තාගත ටෙරාහර්ට්ස් ත්වරණයකට තුඩු දෙයි. මේ ආකාරයෙන්, 125 keV දක්වා වේගවත් ඉලෙක්ට්රෝන ලබා ගන්නා ලදී.
උපාංග ව්යුහය සහ ක්රියාත්මක කිරීම
පින්තුර අංක 1: අධ්‍යයනය යටතේ පවතින උපාංගයේ රූප සටහන.
රූපය අංක 1-2: a - සංවර්ධිත 5-ස්ථර ඛණ්ඩිත ව්යුහයේ රූප සටහන, b - ඉලෙක්ට්රෝන ප්රචාරණයේ ගණනය කරන ලද ත්වරණය සහ දිශාවෙහි අනුපාතය.
ඉලෙක්ට්රෝන කිරණ (55 keV) වලින් ජනනය වේ ඉලෙක්ට්රෝන තුවක්කුව* සහ terahertz STEAM-buncher (කදම්භ සම්පීඩකය) තුළට හඳුන්වා දෙනු ලැබේ, ඉන්පසු ඒවා STEAM-linac වෙත ගමන් කරයි (රේඛීය ත්වරණකය*).
ඉලෙක්ට්රෝන තුවක්කුව* - අවශ්ය වින්යාසය සහ ශක්තියේ ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයක් උත්පාදනය කිරීම සඳහා උපකරණයකි.
රේඛීය ත්වරණකය* - ආරෝපිත අංශු ව්යුහය හරහා එක් වරක් පමණක් ගමන් කරන ත්වරකය, එය චක්‍රීය එකකින් රේඛීය ත්වරණයක් වෙන්කර හඳුනා ගනී (උදාහරණයක් ලෙස, LHC).
STEAM උපාංග දෙකටම තනි ආසන්න අධෝරක්ත (NIR) ලේසර් එකකින් terahertz ස්පන්දන ලැබේ, එය ඉලෙක්ට්රෝන තුවක්කුවේ ප්‍රකාශ කැතෝඩය ද පත් කරයි, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඉලෙක්ට්රෝන සහ ත්වරණය වන ක්ෂේත්‍ර අතර අභ්‍යන්තර සමමුහුර්තකරණය සිදුවේ. ඡායා කැතෝඩයේ ප්‍රභා විමෝචනය සඳහා පාරජම්බුල ස්පන්දන අනුක්‍රමික අදියර දෙකක් හරහා ජනනය වේ GVG* ආසන්න අධෝරක්ත ආලෝකයේ මූලික තරංග ආයාමය. මෙම ක්‍රියාවලිය 1020 nm ලේසර් ස්පන්දනයක් පළමුව 510 nm දක්වාත් පසුව 255 nm දක්වාත් පරිවර්තනය කරයි.
GVG* (දෘශ්‍ය දෙවන හාර්මොනික් පරම්පරාව) යනු රේඛීය නොවන ද්‍රව්‍යයක් සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කිරීමේදී එකම සංඛ්‍යාතයේ ෆෝටෝන ඒකාබද්ධ කිරීමේ ක්‍රියාවලිය වන අතර එමඟින් ශක්තිය හා සංඛ්‍යාතය මෙන් දෙගුණයක් මෙන්ම තරංග ආයාමයෙන් අඩක් සහිත නව ෆෝටෝන සෑදීමට මග පාදයි.
NIR ලේසර් කදම්භයේ ඉතිරි කොටස කදම්භ 4 කට බෙදා ඇත, ඒවා අභ්‍යන්තර ස්පන්දන සංඛ්‍යාත වෙනස්කම් ජනනය කිරීමෙන් තනි චක්‍ර ටෙරාහර්ට්ස් ස්පන්දන හතරක් ජනනය කිරීමට භාවිතා කරයි.
terahertz ස්පන්දන දෙක එක් එක් STEAM උපාංගය වෙත ලබා දෙනු ලබන්නේ සමමිතික අං ව්‍යුහයන් හරහා terahertz ශක්තිය ඉලෙක්ට්රෝන ප්‍රචාරණ දිශාව හරහා අන්තර්ක්‍රියා කලාපයට යොමු කරයි.
ඉලෙක්ට්රෝන සෑම STEAM උපාංගයකටම ඇතුළු වූ විට ඒවා විද්යුත් සහ චුම්බක සංරචක වලට නිරාවරණය වේ ලොරෙන්ට්ස් හමුදා*.
Lorentz බලකාය* - ආරෝපිත අංශුවක් මත විද්යුත් චුම්භක ක්ෂේත්රය ක්‍රියා කරන බලය.
මෙම අවස්ථාවෙහිදී, විද්යුත් ක්ෂේත්රය ත්වරණය සහ අඩුවීම සඳහා වගකිව යුතු අතර, චුම්බක ක්ෂේත්රය පාර්ශ්වීය අපගමනය ඇති කරයි.
රූපය #2
අපි රූපවල දකින පරිදි 2 и 2b, සෑම STEAM උපාංගයක් තුළම, terahertz කදම්භ තුනී ලෝහ තහඩු මගින් තීර්යක් ලෙස විවිධ ඝනකම ඇති ස්ථර කිහිපයකට බෙදා ඇත, ඒ සෑම එකක්ම තරංග මාර්ගෝපදේශයක් ලෙස ක්‍රියා කරන අතර, අන්තර්ක්‍රියා කලාපයට සම්පූර්ණ ශක්තියෙන් කොටසක් මාරු කරයි. ටෙරාහර්ට්ස් පැමිණීමේ කාලය සම්බන්ධීකරණය කිරීම සඳහා සෑම ස්ථරයකම පාර විද්යුත් තහඩු ද ඇත රැල්ල ඉදිරිපස* ඉලෙක්ට්රෝන ඉදිරිපස සමඟ.
තරංග ඉදිරිපස* - තරංගය ළඟා වූ මතුපිට.
STEAM උපාංග දෙකම ක්රියාත්මක වන්නේ විද්යුත් ප්‍රකාරයේදීය, එනම් විද්යුත් ක්ෂේත්‍රයක් පැනවීමට සහ අන්තර්ක්‍රියා ප්‍රදේශයේ මධ්‍යයේ චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් යටපත් කරන ආකාරයටය.
පළමු උපාංගයේ ඉලෙක්ට්රෝන හරහා ගමන් කිරීමට නියමිත වේ ශුන්‍ය හරස් මාර්ගය* terahertz ක්ෂේත්රය, එහිදී විද්යුත් ක්ෂේත්‍රයේ කාල ශ්‍රේණිය උපරිම වන අතර සාමාන්‍ය ක්ෂේත්රය අවම වේ.
ශුන්‍ය තරණය* - ආතතියක් නොමැති ස්ථානයක්.
මෙම වින්යාසය ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයේ වලිගය වේගවත් කිරීමට සහ එහි හිස ප්‍රමාද වීමට හේතු වන අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස බැලස්ටික් කල්පවත්නා නාභිගත වීම (2 и 2සෙ).
දෙවන උපාංගයේ, ඉලෙක්ට්රෝන සහ ටෙරාහර්ට්ස් විකිරණ සමමුහුර්ත කිරීම සකසා ඇති අතර එමඟින් ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භය ටෙරාහර්ට්ස් විද්යුත් ක්ෂේත්‍රයේ ඍණ චක්‍රයක් පමණක් අත්විඳියි. මෙම වින්යාසය ශුද්ධ අඛණ්ඩ ත්වරණයක් ඇති කරයි (2b и 2d).
NIR ලේසර් යනු 1.2 nm තරංග ආයාමයකින් සහ 50 Hz පුනරාවර්තන අනුපාතයකින් 1020 ps කාලසීමාව සහ 10 mJ ශක්තියේ දෘශ්‍ය ස්පන්දන නිපදවන Cryogenically සිසිල් කරන ලද Yb:YLF පද්ධතියකි. සහ 0.29 terahertz (3.44 ps කාලසීමාව) කේන්ද්‍රීය සංඛ්‍යාතයක් සහිත terahertz ස්පන්දන නැඹුරු ස්පන්දන ඉදිරිපස ක්රමය මගින් ජනනය වේ.
STEAM-buncher (කදම්භ සම්පීඩකය) බලගැන්වීම සඳහා terahertz ශක්තියෙන් 2 x 50 nJ පමණක් භාවිතා කරන ලද අතර STEAM-linac (රේඛීය ත්වරණකාරකය) සඳහා 2 x 15 mJ අවශ්ය විය.
STEAM උපාංග දෙකෙහිම ඇතුල් වීමේ සහ පිටවන සිදුරුවල විෂ්කම්භය මයික්‍රෝන 120 කි.
කදම්භ සම්පීඩකය සමාන උස (0 මි.මී.) ස්ථර තුනකින් නිර්මාණය කර ඇති අතර, කාලය පාලනය කිරීම සඳහා දිග 225 සහ 4.41 මි.මී. විලයන ලද සිලිකා තහඩු (ϵr = 0.42) වලින් සමන්විත වේ. සම්පීඩක ස්ථරවල සමාන උස ත්වරණය නොමැති බව පිළිබිඹු කරයි (2සෙ).
නමුත් රේඛීය ඇක්සලරේටරයේ උස දැනටමත් වෙනස් වේ - 0.225, 0.225 සහ 0.250 mm (+ ෆියුස් ක්වාර්ට්ස් තහඩු 0.42 සහ 0.84 mm). ස්ථරයේ උස වැඩි වීම ත්වරණයේදී ඉලෙක්ට්රෝන වල වේගය වැඩි වීම පැහැදිලි කරයි.
එක් එක් උපාංග දෙකෙහි ක්රියාකාරිත්වය සඳහා ස්ථර ගණන සෘජුවම වගකිව යුතු බව විද්යාඥයින් සටහන් කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, ඉහළ ත්වරණ අනුපාතයක් ලබා ගැනීම සඳහා, අන්තර්ක්‍රියා ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා තවත් ස්ථර සහ විවිධ උස වින්‍යාස කිරීම් අවශ්ය වේ.
ප්රායෝගික අත්හදා බැලීම්වල ප්රතිඵල
පළමුව, පර්යේෂකයන් මතක් කරන්නේ සම්ප්‍රදායික රේඩියෝ සංඛ්‍යාත ත්වරණ යන්ත්‍රවල, කාවැද්දූ ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයේ තාවකාලික ප්රමාණය ත්වරණය කරන ලද කදම්භයේ ගුණාංගවලට බලපාන්නේ කදම්බය තුළට පැමිණෙන විවිධ ඉලෙක්ට්රෝන අන්තර්ක්‍රියා කිරීමේදී අත්විඳින ලද විද්යුත් ක්ෂේත්‍රයේ වෙනස්වීම නිසා බවයි. විවිධ කාලවලදී. මේ අනුව, වැඩි ශ්‍රේණි සහිත ක්ෂේත්‍ර සහ දිගු කාලසීමාවන් සහිත කදම්භ විශාල ශක්ති ව්‍යාප්තියකට තුඩු දෙනු ඇතැයි අපේක්ෂා කළ හැක. දිගු කාලීන එන්නත් කරන ලද කදම්බ ද ඉහළ අගයන් සඳහා හේතු විය හැක විමෝචන*.
විමෝචනය* - ආරෝපිත අංශුවල වේගවත් කදම්භයක් විසින් අල්ලා ගන්නා ලද අදියර අවකාශය.
ටෙරාහර්ට්ස් ඇක්සලරේටරයකදී, උද්දීපන ක්ෂේත්‍රයේ කාලසීමාව ආසන්න වශයෙන් 200 ගුණයකින් කෙටි වේ. එබැවින්, ආතතිය* සහාය දක්වන ක්ෂේත්රය 10 ගුණයකින් වැඩි වනු ඇත.
විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය* - විද්යුත් ක්ෂේත්‍රයේ දර්ශකයක්, මෙම ආරෝපණයේ විශාලත්වයට ක්ෂේත්‍රයේ දී ඇති ලක්ෂ්‍යයක තබා ඇති ස්ථාවර ලක්ෂ්‍ය ආරෝපණයකට යොදන බලයේ අනුපාතයට සමාන වේ.
මේ අනුව, ටෙරාහර්ට්ස් ඇක්සලරේටරයක, ඉලෙක්ට්රෝන මගින් අත්විඳින ක්ෂේත්‍ර අනුක්‍රමණය සාමාන්‍ය උපාංගයකට වඩා විශාලත්වයේ අනුපිළිවෙලවල් කිහිපයක් විය හැකිය. ක්ෂේත්‍ර වක්‍රය කැපී පෙනෙන කාල පරිමාණය සැලකිය යුතු ලෙස කුඩා වනු ඇත. හඳුන්වා දුන් ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයේ කාලසීමාව වඩාත් කැපී පෙනෙන බලපෑමක් ඇති කරන බව මෙයින් කියවේ.
විද්යාඥයන් මෙම න්යායන් ප්රායෝගිකව පරීක්ෂා කිරීමට තීරණය කළහ. මෙය සිදු කිරීම සඳහා, ඔවුන් පළමු STEAM උපාංගය (STEAM-buncher) භාවිතා කරමින් සම්පීඩනය මගින් පාලනය කරන ලද විවිධ කාලසීමාවල ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භ හඳුන්වා දෙන ලදී.
රූපය #3
සම්පීඩකය බල ප්‍රභවයකට සම්බන්ධ කර නොමැති අවස්ථාවක, ඉලෙක්ට්රෝන තුවක්කුවේ සිට රේඛීය ත්වරණ උපකරණය (STEAM-linac) වෙත ∼55 fC (femtocoulomb) ආරෝපණයක් සහිත ඉලෙක්ට්රෝන (1 keV) කදම්භ ආසන්න වශයෙන් 300 මි.මී. මෙම ඉලෙක්ට්රෝන අභ්‍යවකාශ ආරෝපණ බලවල බලපෑම යටතේ 1000 fs (femtoseconds) වඩා වැඩි කාලයක් දක්වා ප්‍රසාරණය විය හැක.
මෙම කාලසීමාවේදී, ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භය ත්වරණ ක්ෂේත්‍රයේ අර්ධ තරංග ආයාමයෙන් 60% ක් පමණ 1,7 ps සංඛ්‍යාතයකින් අල්ලා ගත් අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස 115 keV හි උපරිමයක් සහ බලශක්ති බෙදා හැරීමේ අඩක් පළලක් සහිත පශ්චාත් ත්වරණය බලශක්ති වර්ණාවලියක් ඇති විය. 60 keV ට වැඩි (3).
මෙම ප්රතිඵල අපේක්ෂිත ඒවා සමඟ සංසන්දනය කිරීම සඳහා, ඉලෙක්ට්රෝන ප්‍රශස්ත එන්නත් කාලය සමඟ සමමුහුර්ත නොවී (එනම්, සමමුහුර්ත නොවීම) රේඛීය ත්වරණකාරකයක් හරහා ඉලෙක්ට්රෝන ප්රචාරණයේ තත්වය අනුකරණය කරන ලදී. මෙම තත්වයේ ගණනය කිරීම් පෙන්නුම් කළේ ඉලෙක්ට්රෝන ශක්තියේ වැඩිවීම එන්නත් කිරීමේ මොහොත මත බොහෝ සෙයින් රඳා පවතින බවයි, උප පික් තත්පර කාල පරිමාණයක් දක්වා (3b) එනම්, ප්‍රශස්ත සැකසුමකින්, ඉලෙක්ට්‍රෝනයට එක් එක් ස්ථරයේ ටෙරාහර්ට්ස් විකිරණ ත්වරණයේ සම්පූර්ණ අර්ධ චක්‍රයක් අත්විඳිනු ඇත (3සෙ).
ඉලෙක්ට්රෝන විවිධ කාලවලදී පැමිණේ නම්, පළමු ස්ථරයේ අඩු ත්වරණයක් අත්විඳින අතර එමඟින් ඒවා හරහා ගමන් කිරීමට වැඩි කාලයක් ගතවේ. සමමුහුර්තකරණය පහත ස්ථර වල වැඩි වන අතර අනවශ්‍ය මන්දගාමිත්වය ඇති කරයි (3d).
ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයේ තාවකාලික දිගුවේ ඍණාත්මක බලපෑම අවම කිරීම සඳහා, පළමු STEAM උපාංගය සම්පීඩන ආකාරයෙන් ක්රියාත්මක විය. සම්පීඩකයට සපයන ලද ටෙරාහර්ට්ස් ශක්තිය සුසර කිරීම සහ ලිනැක් හැච් ප්‍රකාරයට මාරු කිරීම මගින් ලිනැක්හි ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භ කාලසීමාව අවම වශයෙන් ~350 fs (අඩ පළල) දක්වා ප්‍රශස්ත කරන ලදී.4b).
රූපය #4
අවම කදම්භ කාලසීමාව ඡායා කැතෝඩ UV ස්පන්දනයේ කාලසීමාවට අනුකූලව සකසා ඇති අතර එය ~ 600 fs විය. සම්පීඩකය සහ තීරුව අතර දුර ද වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කළ අතර එමඟින් ඝණ කිරීෙම් බලයේ වේගය සීමා විය. මෙම පියවරයන් එක්ව, ත්වරණ අවධියේ එන්නත් අවධියේදී femtosecond නිරවද්‍යතාවය සක්‍රීය කරයි.
රූපය මත 4 රේඛීය ත්වරණයක ප්‍රශස්ත ත්වරණයකින් පසු සම්පීඩිත ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයේ ශක්ති ව්‍යාප්තිය සම්පීඩිත නොවූ එකට සාපේක්ෂව ~ 4 ගුණයකින් අඩු වන බව දැකිය හැකිය. ත්වරණය හේතුවෙන් සම්පීඩිත කදම්භයේ ශක්ති වර්ණාවලිය සම්පීඩිත නොවන කදම්භයට ප්‍රතිවිරුද්ධව ඉහළ ශක්තීන් කරා මාරු වේ. ත්වරණයෙන් පසු ශක්ති වර්ණාවලියේ උච්චය 115 keV පමණ වන අතර අධි ශක්ති වලිගය 125 keV පමණ වේ.
මෙම සංඛ්‍යා, විද්‍යාඥයින්ගේ නිහතමානී ප්‍රකාශයට අනුව, ටෙරාහර්ට්ස් පරාසයේ නව ත්වරණ වාර්තාවකි (ත්වරණයට පෙර එය 70 keV විය).
නමුත් බලශක්ති විසරණය අඩු කිරීම සඳහා (4), ඊටත් වඩා කෙටි කදම්භයක් ලබා ගත යුතුය.
රූපය #5
සම්පීඩනය නොකළ හඳුන්වා දුන් කදම්භයක් සම්බන්ධයෙන්, ධාරාව මත කදම්භයේ ප්‍රමාණයේ පරාවලයික යැපීම තිරස් සහ සිරස් දිශාවන්හි තීර්යක් විමෝචනය හෙළි කරයි: εx,n = 1.703 mm*mrad සහ εy,n = 1.491 mm*mrad (5).
සම්පීඩනය, අනෙක් අතට, තීර්‍ය විමෝචනය εx,n = 6 mm*mrad (තිරස්) සහ εy,n = 0,285 mm*mrad (සිරස්) දක්වා 0,246 ගුණයකින් වැඩි දියුණු කළේය.
ත්වරණය අතරතුර ඉලෙක්ට්රෝන ප්‍රබල ලෙස නාභිගත වීම සහ චුම්භක ක්ෂේත්රය නාභිගත වීම අත්විඳින විට කාලයත් සමඟ අන්තර්ක්‍රියා ගතිකයේ රේඛීය නොවන මිනුමක් වන විමෝචනය අඩු කිරීමේ ප්රමාණය කදම්භ කාල සීමාව අඩු කිරීමේ ප්රමාණය මෙන් දෙගුණයක් තරම් විශාල බව සඳහන් කිරීම වටී (5b и 5සෙ).
රූපය මත 5b ප්‍රශස්ත වේලාවට හඳුන්වා දුන් ඉලෙක්ට්රෝන විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර ත්වරණයේ සම්පූර්ණ අර්ධ චක්‍රයම අත්විඳින බව දැකිය හැකිය. නමුත් ප්‍රශස්ත කාලයට පෙර හෝ පසුව පැමිණෙන ඉලෙක්ට්රෝන අඩු ත්වරණයක් සහ අර්ධ වශයෙන් අඩුවීමක් අත්විඳියි. එවැනි ඉලෙක්ට්රෝන අවසන් වන්නේ අඩු ශක්තියකින්, දළ වශයෙන් කිවහොත්.
චුම්බක ක්ෂේත්රයකට නිරාවරණය වන විට සමාන තත්වයක් නිරීක්ෂණය කරනු ලැබේ. ප්‍රශස්ත වේලාවට එන්නත් කරන ලද ඉලෙක්ට්රෝන ධනාත්මක සහ සෘණ චුම්බක ක්ෂේත්‍රවල සමමිතික ප්‍රමාණ අත්විඳියි. ඉලෙක්ට්රෝන හඳුන්වාදීම ප්‍රශස්ත කාලයට පෙර සිදු වූයේ නම්, ධනාත්මක ක්ෂේත්‍ර වැඩි වූ අතර සෘණ ක්ෂේත්‍ර අඩු විය. ප්‍රශස්ත කාලයට වඩා පසුව ඉලෙක්ට්රෝන හඳුන්වා දෙන්නේ නම්, අඩු ධන සහ වැඩි සෘණ (5සෙ) එවැනි අපගමනයන් අක්ෂයට සාපේක්ෂව එහි පිහිටීම අනුව ඉලෙක්ට්‍රෝනයට වමට, දකුණට, ඉහළට හෝ පහළට අපගමනය විය හැකි අතර එමඟින් කදම්භයේ නාභිගත කිරීමට හෝ නාභිගත කිරීමට අනුරූප තීර්යක් ගම්‍යතාව වැඩි වීමට හේතු වේ.
අධ්‍යයනයේ සූක්ෂ්ම කරුණු පිළිබඳ වඩාත් සවිස්තරාත්මක දැනුමක් සඳහා, මම බැලීමට නිර්දේශ කරමි и ඔහුට.
එපිලේජ්
සාරාංශයක් ලෙස, ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයේ කාලසීමාව අඩු වුවහොත් ත්වරණකාරක කාර්ය සාධනය වැඩි වනු ඇත. මෙම කාර්යයේදී, ස්ථාපනය කිරීමේ ජ්යාමිතිය මගින් සාක්ෂාත් කරගත හැකි කදම්භ කාලය සීමා විය. එහෙත්, න්යායාත්මකව, කදම්භ කාලය 100 fs ට වඩා අඩු විය හැක.
ස්තරවල උස අඩු කිරීමෙන් සහ ඒවායේ සංඛ්‍යාව වැඩි කිරීමෙන් කදම්භයේ ගුණාත්මක භාවය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කළ හැකි බව විද්යාඥයන් ද සඳහන් කරයි. කෙසේ වෙතත්, මෙම ක්රමය ගැටළු නොමැතිව නොවේ, විශේෂයෙන් උපාංගය නිෂ්පාදනය කිරීමේ සංකීර්ණත්වය වැඩි කිරීම.
මෙම කාර්යය රේඛීය ත්වරණකාරකයේ කුඩා අනුවාදයක් පිළිබඳ වඩාත් පුළුල් හා සවිස්තරාත්මක අධ්යයනයක ආරම්භක අදියරයි. පරීක්ෂා කරන ලද අනුවාදය දැනටමත් විශිෂ්ට ප්‍රති results ල පෙන්වමින් සිටියද, එය නිවැරදිව වාර්තාගත කිරීමක් ලෙස හැඳින්විය හැකිය, තවමත් කිරීමට බොහෝ වැඩ තිබේ.
ඔබගේ අවධානයට ස්තූතියි, කුතුහලයෙන් සිටින්න සහ සැමට හොඳ සතියක්! 🙂
අප සමඟ රැඳී සිටීම ගැන ඔබට ස්තුතියි. ඔබ අපේ ලිපි වලට කැමතිද? වඩාත් රසවත් අන්තර්ගතය බැලීමට අවශ්‍යද? ඇණවුමක් කිරීමෙන් හෝ මිතුරන්ට නිර්දේශ කිරීමෙන් අපට සහාය වන්න, ඔබ වෙනුවෙන් අප විසින් නිර්මාණය කරන ලද ප්‍රවේශ මට්ටමේ සේවාදායකයන්ගේ අද්විතීය ප්‍රතිසමයක් මත Habr භාවිතා කරන්නන් සඳහා 30% ක වට්ටමක්: (RAID1 සහ RAID10, cores 24 දක්වා සහ 40GB DDR4 දක්වා ඇත).
Dell R730xd 2 ගුණයක් ලාභදායීද? මෙතන විතරයි නෙදර්ලන්තයේ! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99 සිට! ගැන කියවන්න
මූලාශ්රය: www.habr.com