சிறியது ஆனால் தைரியமானது: ஒரு சிறு நேரியல் துகள் முடுக்கி புதிய சாதனை படைத்தது

"அதிக சக்தி வாய்ந்தது" என்ற பழக்கமான கொள்கை அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பம் உட்பட சமூகத்தின் பல துறைகளில் நீண்ட காலமாக நிறுவப்பட்டுள்ளது. இருப்பினும், நவீன யதார்த்தங்களில், "சிறியது, ஆனால் வலிமையானது" என்ற பழமொழியின் நடைமுறைச் செயலாக்கம் மேலும் மேலும் பொதுவானதாகி வருகிறது. இது கணினிகளில் வெளிப்படுகிறது, இது முன்பு ஒரு முழு அறையையும் எடுத்துக் கொண்டது, ஆனால் இப்போது ஒரு குழந்தையின் உள்ளங்கையில் பொருந்தும், மற்றும் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் முடுக்கிகளில். ஆம், பெரிய ஹாட்ரான் மோதல் (LHC) நினைவிருக்கிறதா? எனவே, முடுக்கியின் மினியேச்சர் பதிப்பை உருவாக்கிய DESY இன் விஞ்ஞானிகளின் கூற்றுப்படி, இது ஏற்கனவே கடந்த காலத்தின் ஒரு விஷயம், இது அதன் முழு அளவிலான முன்னோடிக்கு செயல்திறனில் தாழ்ந்ததல்ல. மேலும், மினி ஆக்சிலரேட்டர் டெராஹெர்ட்ஸ் முடுக்கிகளில் ஒரு புதிய உலக சாதனையை உருவாக்கியது, உட்பொதிக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றலை இரட்டிப்பாக்குகிறது. மினியேச்சர் முடுக்கி எவ்வாறு உருவாக்கப்பட்டது, அதன் செயல்பாட்டின் அடிப்படைக் கொள்கைகள் என்ன, நடைமுறை சோதனைகள் என்ன காட்டப்பட்டுள்ளன? ஆய்வுக் குழுவின் அறிக்கை இதைப் பற்றி அறிய உதவும். போ.

ஆராய்ச்சி அடிப்படை

மினி-முடுக்கியை உருவாக்கிய DESY (ஜெர்மன் எலக்ட்ரான் சின்க்ரோட்ரான்) இல் உள்ள டோங்ஃபாங் ஜாங் மற்றும் அவரது சகாக்களின் கூற்றுப்படி, அல்ட்ராஃபாஸ்ட் எலக்ட்ரான் மூலங்கள் நவீன சமுதாயத்தின் வாழ்க்கையில் நம்பமுடியாத முக்கிய பங்கைக் கொண்டுள்ளன. அவர்களில் பலர் மருத்துவம், மின்னணுவியல் மேம்பாடு மற்றும் அறிவியல் ஆராய்ச்சியில் தோன்றுகின்றனர். ரேடியோ அலைவரிசை ஆஸிலேட்டர்களைப் பயன்படுத்தும் தற்போதைய நேரியல் முடுக்கிகளின் மிகப்பெரிய பிரச்சனை, அவற்றின் அதிக விலை, சிக்கலான உள்கட்டமைப்பு மற்றும் ஈர்க்கக்கூடிய மின் நுகர்வு. மேலும் இத்தகைய குறைபாடுகள் இத்தகைய தொழில்நுட்பங்கள் பரந்த அளவிலான பயனர்களுக்கு கிடைப்பதை பெரிதும் கட்டுப்படுத்துகின்றன.

இந்த வெளிப்படையான சிக்கல்கள், அளவு மற்றும் சக்தி நுகர்வு திகிலை ஏற்படுத்தாத சாதனங்களை உருவாக்க ஒரு சிறந்த ஊக்கமாகும்.

இந்தத் துறையில் தொடர்புடைய புதுமைகளில் டெராஹெர்ட்ஸ் முடுக்கிகள் உள்ளன, அவை பல "நன்மைகள்" உள்ளன:

• டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்வீச்சின் குறுகிய அலைகள் மற்றும் குறுகிய துடிப்புகள் வாசலை கணிசமாக அதிகரிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது முறிவு*, புலத்தால் ஏற்படும், இது முடுக்கம் சாய்வுகளை அதிகரிக்கும்;

மின் முறிவு* - முக்கியமான ஒரு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் போது தற்போதைய வலிமையில் கூர்மையான அதிகரிப்பு.

• உயர்-புல டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்வீச்சை உருவாக்குவதற்கான பயனுள்ள முறைகளின் இருப்பு எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் தூண்டுதல் புலங்களுக்கு இடையில் உள்ளக ஒத்திசைவை அனுமதிக்கிறது;
• அத்தகைய சாதனங்களை உருவாக்க கிளாசிக்கல் முறைகள் பயன்படுத்தப்படலாம், ஆனால் அவற்றின் செலவு, உற்பத்தி நேரம் மற்றும் அளவு ஆகியவை பெரிதும் குறைக்கப்படும்.

விஞ்ஞானிகள் தங்கள் மில்லிமீட்டர் அளவிலான டெராஹெர்ட்ஸ் முடுக்கியானது தற்போது கிடைக்கும் வழக்கமான முடுக்கிகள் மற்றும் உருவாக்கப்பட்டு வரும் மைக்ரோ-முடுக்கிகள் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான சமரசம் என்று நம்புகிறார்கள், ஆனால் அவற்றின் மிகச் சிறிய பரிமாணங்களால் பல தீமைகள் உள்ளன.

டெராஹெர்ட்ஸ் முடுக்கம் தொழில்நுட்பம் சில காலமாக வளர்ச்சியில் உள்ளது என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் மறுக்கவில்லை. இருப்பினும், அவர்களின் கருத்துப்படி, இந்த பகுதியில் இன்னும் பல அம்சங்கள் உள்ளன, அவை ஆய்வு செய்யப்படவில்லை, சோதிக்கப்படவில்லை அல்லது செயல்படுத்தப்படவில்லை.

இன்று நாம் பரிசீலிக்கும் அவர்களின் வேலையில், விஞ்ஞானிகள் STEAM இன் திறன்களை நிரூபிக்கிறார்கள் (பிரிக்கப்பட்ட டெராஹெர்ட்ஸ் எலக்ட்ரான் முடுக்கி மற்றும் கையாளுதல்) - ஒரு பிரிக்கப்பட்ட டெராஹெர்ட்ஸ் எலக்ட்ரான் முடுக்கி மற்றும் கையாளுதல். STEAM ஆனது எலக்ட்ரான் கற்றையின் நீளத்தை துணை-பிகோசெகண்ட் காலத்திற்கு குறைக்க உதவுகிறது, இதன் மூலம் முடுக்கம் கட்டத்தின் மீது ஃபெம்டோசெகண்ட் கட்டுப்பாட்டை வழங்குகிறது.

200 MV/m (MV - மெகாவோல்ட்) முடுக்கம் புலத்தை அடைய முடிந்தது, இது 70 keV ஆற்றலுடன் உட்பொதிக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் கற்றையிலிருந்து > 55 keV (கிலோ எலக்ட்ரான்வோல்ட்) என்ற சாதனை டெராஹெர்ட்ஸ் முடுக்கத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. இந்த வழியில், 125 keV வரை துரிதப்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் பெறப்பட்டன.

சாதன அமைப்பு மற்றும் செயல்படுத்தல்

பட எண். 1: ஆய்வின் கீழ் உள்ள சாதனத்தின் வரைபடம்.

பட எண் 1-2: a - வளர்ந்த 5-அடுக்கு பிரிக்கப்பட்ட கட்டமைப்பின் வரைபடம், b - கணக்கிடப்பட்ட முடுக்கம் மற்றும் எலக்ட்ரான் பரவலின் திசையின் விகிதம்.

எலக்ட்ரான் கற்றைகள் (55 keV) இலிருந்து உருவாக்கப்படுகின்றன எலக்ட்ரான் துப்பாக்கி* டெராஹெர்ட்ஸ் ஸ்டீம்-பஞ்சரில் (பீம் கம்ப்ரசர்) அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது, அதன் பிறகு அவை நீராவி-லினாக்கிற்குள் செல்கின்றன (நேரியல் முடுக்கி*).

எலக்ட்ரான் துப்பாக்கி* - தேவையான கட்டமைப்பு மற்றும் ஆற்றலின் எலக்ட்ரான்களின் கற்றை உருவாக்குவதற்கான ஒரு சாதனம்.

நேரியல் முடுக்கி* - சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் ஒரு முறை மட்டுமே கட்டமைப்பின் வழியாக செல்லும் ஒரு முடுக்கி, இது ஒரு நேரியல் முடுக்கியை ஒரு சுழற்சியில் இருந்து வேறுபடுத்துகிறது (எடுத்துக்காட்டாக, LHC).

இரண்டு நீராவி சாதனங்களும் டெராஹெர்ட்ஸ் பருப்புகளை ஒற்றை அகச்சிவப்பு (என்ஐஆர்) லேசரிலிருந்து பெறுகின்றன, இது எலக்ட்ரான் துப்பாக்கியின் ஒளிச்சேர்க்கையை சுடுகிறது, இதன் விளைவாக எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் முடுக்கி புலங்களுக்கு இடையில் உள்ளக ஒத்திசைவு ஏற்படுகிறது. ஃபோட்டோகேத்தோடில் ஒளிமின்னழுத்தத்திற்கான புற ஊதா பருப்புகள் இரண்டு தொடர்ச்சியான நிலைகளில் உருவாக்கப்படுகின்றன ஜி.வி.ஜி* அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு ஒளியின் அடிப்படை அலைநீளம். இந்த செயல்முறை 1020 nm லேசர் துடிப்பை முதலில் 510 nm ஆகவும் பின்னர் 255 nm ஆகவும் மாற்றுகிறது.

ஜி.வி.ஜி* (ஆப்டிகல் இரண்டாவது ஹார்மோனிக் தலைமுறை) என்பது நேரியல் அல்லாத பொருளுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது அதே அதிர்வெண்ணின் ஃபோட்டான்களை இணைக்கும் செயல்முறையாகும், இது இரட்டை ஆற்றல் மற்றும் அதிர்வெண் மற்றும் அரை அலைநீளத்துடன் புதிய ஃபோட்டான்களை உருவாக்க வழிவகுக்கிறது.

NIR லேசர் கற்றையின் எஞ்சிய பகுதி 4 கற்றைகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, அவை உள்-துடிப்பு அதிர்வெண் வேறுபாடுகளை உருவாக்குவதன் மூலம் நான்கு ஒற்றை-சுழற்சி டெராஹெர்ட்ஸ் பருப்புகளை உருவாக்கப் பயன்படுகின்றன.

இரண்டு டெராஹெர்ட்ஸ் பருப்புகளும் ஒவ்வொரு நீராவி சாதனத்திற்கும் சமச்சீர் கொம்பு கட்டமைப்புகள் மூலம் வழங்கப்படுகின்றன, அவை டெராஹெர்ட்ஸ் ஆற்றலை எலக்ட்ரான் பரவலின் திசையில் தொடர்பு பகுதிக்குள் செலுத்துகின்றன.

எலக்ட்ரான்கள் ஒவ்வொரு STEAM சாதனத்திலும் நுழையும் போது, ​​அவை மின் மற்றும் காந்த கூறுகளுக்கு வெளிப்படும் லோரன்ட்ஸ் படைகள்*.

லோரென்ட்ஸ் படை* - மின்காந்த புலம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் மீது செயல்படும் விசை.

இந்த வழக்கில், மின்சார புலம் முடுக்கம் மற்றும் குறைப்புக்கு பொறுப்பாகும், மேலும் காந்தப்புலம் பக்கவாட்டு விலகல்களை ஏற்படுத்துகிறது.

படம் #2

நாம் படங்களில் பார்க்கிறோம் 2а и 2b, ஒவ்வொரு நீராவி சாதனத்தின் உள்ளேயும், டெராஹெர்ட்ஸ் கற்றைகள் மெல்லிய உலோகத் தாள்களால் வெவ்வேறு தடிமன் கொண்ட பல அடுக்குகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன, அவை ஒவ்வொன்றும் அலை வழிகாட்டியாகச் செயல்படுகின்றன, மொத்த ஆற்றலின் ஒரு பகுதியை தொடர்பு பகுதிக்கு மாற்றுகின்றன. டெராஹெர்ட்ஸின் வருகை நேரத்தை ஒருங்கிணைக்க ஒவ்வொரு அடுக்கிலும் மின்கடத்தா தட்டுகள் உள்ளன அலை முன்* எலக்ட்ரான்களின் முன்புறத்துடன்.

அலைமுனை* - அலை அடைந்த மேற்பரப்பு.

இரண்டு STEAM சாதனங்களும் மின் பயன்முறையில் இயங்குகின்றன, அதாவது, ஒரு மின்சார புலத்தை திணிக்கும் மற்றும் தொடர்பு பகுதியின் மையத்தில் ஒரு காந்தப்புலத்தை அடக்கும் வகையில்.

முதல் சாதனத்தில், எலக்ட்ரான்கள் கடந்து செல்லும் நேரம் பூஜ்ஜிய கடக்கு* டெராஹெர்ட்ஸ் புலம், இதில் மின்சார புலத்தின் நேர சாய்வுகள் அதிகரிக்கப்பட்டு சராசரி புலம் குறைக்கப்படுகிறது.

ஜீரோ கிராசிங்* - பதற்றம் இல்லாத ஒரு புள்ளி.

இந்த உள்ளமைவு எலக்ட்ரான் கற்றையின் வால் முடுக்கி மற்றும் அதன் தலை குறைவதற்கு காரணமாகிறது, இதன் விளைவாக பாலிஸ்டிக் நீளமான கவனம் செலுத்துகிறது (2а и 2செ).

இரண்டாவது சாதனத்தில், எலக்ட்ரான் மற்றும் டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்வீச்சின் ஒத்திசைவு அமைக்கப்பட்டது, இதனால் எலக்ட்ரான் கற்றை டெராஹெர்ட்ஸ் மின்சார புலத்தின் எதிர்மறை சுழற்சியை மட்டுமே அனுபவிக்கிறது. இந்த கட்டமைப்பு நிகர தொடர்ச்சியான முடுக்கம் (2b и 2d).

NIR லேசர் என்பது 1.2 nm அலைநீளத்தில் 50 nm மற்றும் 1020 ஹெர்ட்ஸ் மறுநிகழ்வு விகிதத்தில் 10 ps கால அளவு மற்றும் 0.29 mJ ஆற்றல் கொண்ட ஆப்டிகல் பருப்புகளை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு கிரையோஜெனிக் முறையில் குளிரூட்டப்பட்ட Yb:YLF அமைப்பாகும். 3.44 டெராஹெர்ட்ஸ் (XNUMX பிஎஸ் காலம்) மைய அதிர்வெண் கொண்ட டெராஹெர்ட்ஸ் பருப்புகள் சாய்ந்த நாடி முன் முறை மூலம் உருவாக்கப்படுகின்றன.

நீராவி-பஞ்சரை (பீம் கம்ப்ரசர்) ஆற்றுவதற்கு 2 x 50 nJ மட்டுமே டெராஹெர்ட்ஸ் ஆற்றல் பயன்படுத்தப்பட்டது, மேலும் STEAM-linac (நேரியல் முடுக்கி) 2 x 15 mJ தேவைப்படுகிறது.

இரண்டு STEAM சாதனங்களின் இன்லெட் மற்றும் அவுட்லெட் துளைகளின் விட்டம் 120 மைக்ரான்கள்.

பீம் கம்ப்ரசர் சமமான உயரம் (0 மிமீ) கொண்ட மூன்று அடுக்குகளுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, அவை நேரத்தைக் கட்டுப்படுத்த 225 மற்றும் 4.41 மிமீ நீளம் கொண்ட உருகிய சிலிக்கா தகடுகளுடன் (ϵr = 0.42) பொருத்தப்பட்டுள்ளன. அமுக்கி அடுக்குகளின் சம உயரங்கள் முடுக்கம் இல்லை என்ற உண்மையை பிரதிபலிக்கின்றன (2செ).

ஆனால் நேரியல் முடுக்கியில் உயரங்கள் ஏற்கனவே வேறுபட்டவை - 0.225, 0.225 மற்றும் 0.250 மிமீ (+ இணைந்த குவார்ட்ஸ் தகடுகள் 0.42 மற்றும் 0.84 மிமீ). அடுக்கின் உயரத்தின் அதிகரிப்பு முடுக்கத்தின் போது எலக்ட்ரான்களின் வேகம் அதிகரிப்பதை விளக்குகிறது.

இரண்டு சாதனங்களில் ஒவ்வொன்றின் செயல்பாட்டிற்கும் அடுக்குகளின் எண்ணிக்கை நேரடியாக பொறுப்பாகும் என்று விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிடுகின்றனர். அதிக முடுக்கம் விகிதங்களை அடைவதற்கு, எடுத்துக்காட்டாக, தொடர்புகளை மேம்படுத்த அதிக அடுக்குகள் மற்றும் வெவ்வேறு உயர உள்ளமைவுகள் தேவைப்படும்.

நடைமுறை சோதனைகளின் முடிவுகள்

முதலாவதாக, பாரம்பரிய ரேடியோ அதிர்வெண் முடுக்கிகளில், உட்பொதிக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் கற்றையின் தற்காலிக அளவின் தாக்கம், முடுக்கப்பட்ட கற்றையின் பண்புகளில், கற்றைக்குள் வரும் வெவ்வேறு எலக்ட்ரான்களின் தொடர்புகளின் போது ஏற்படும் மின்சார புலத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்தால் ஏற்படுகிறது என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் நினைவூட்டுகிறார்கள். வெவ்வேறு நேரங்களில். எனவே, அதிக சாய்வுகள் மற்றும் நீண்ட காலம் கொண்ட கற்றைகள் கொண்ட புலங்கள் அதிக ஆற்றல் பரவலுக்கு வழிவகுக்கும் என்று எதிர்பார்க்கலாம். நீண்ட கால உட்செலுத்தப்பட்ட கற்றைகள் அதிக மதிப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும் உமிழ்வுகள்*.

உமிழ்வு* - சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் முடுக்கப்பட்ட கற்றை ஆக்கிரமித்துள்ள கட்ட இடம்.

டெராஹெர்ட்ஸ் முடுக்கியின் விஷயத்தில், தூண்டுதல் புலத்தின் காலம் தோராயமாக 200 மடங்கு குறைவாக இருக்கும். எனவே, பதற்றம்* ஆதரிக்கப்படும் புலம் 10 மடங்கு அதிகமாக இருக்கும்.

மின்சார புல வலிமை* - மின்சார புலத்தின் குறிகாட்டி, புலத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியில் இந்த கட்டணத்தின் அளவிற்கு வைக்கப்படும் நிலையான புள்ளி கட்டணத்திற்கு பயன்படுத்தப்படும் சக்தியின் விகிதத்திற்கு சமம்.

எனவே, ஒரு டெராஹெர்ட்ஸ் முடுக்கியில், எலக்ட்ரான்கள் அனுபவிக்கும் புல சாய்வுகள் வழக்கமான சாதனத்தை விட பல ஆர்டர்கள் அதிகமாக இருக்கும். புல வளைவு குறிப்பிடத்தக்க அளவில் சிறியதாக இருக்கும். அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரான் கற்றையின் காலம் மிகவும் உச்சரிக்கப்படும் விளைவைக் கொண்டிருக்கும் என்பதை இதிலிருந்து பின்பற்றுகிறது.

இந்த கோட்பாடுகளை நடைமுறையில் சோதிக்க விஞ்ஞானிகள் முடிவு செய்தனர். இதைச் செய்ய, அவர்கள் வெவ்வேறு கால அளவுகளின் எலக்ட்ரான் கற்றைகளை அறிமுகப்படுத்தினர், அவை முதல் நீராவி சாதனத்தை (STEAM-buncher) பயன்படுத்தி சுருக்கத்தால் கட்டுப்படுத்தப்பட்டன.

படம் #3

அமுக்கி ஒரு சக்தி மூலத்துடன் இணைக்கப்படாத நிலையில், எலக்ட்ரான்களின் கற்றைகள் (55 keV) ∼1 fC (femtocoulomb) மின்னூட்டத்துடன் சுமார் 300 மிமீ எலக்ட்ரான் துப்பாக்கியிலிருந்து நேரியல் முடுக்கி சாதனத்திற்கு (STEAM-linac) சென்றது. இந்த எலக்ட்ரான்கள் ஸ்பேஸ் சார்ஜ் சக்திகளின் செல்வாக்கின் கீழ் 1000 fs (femtoseconds) க்கும் அதிகமான கால அளவு வரை விரிவடையும்.

இந்த நேரத்தில், எலக்ட்ரான் கற்றை 60 பிஎஸ் அதிர்வெண் கொண்ட முடுக்கி புலத்தின் அரை-அலைநீளத்தில் சுமார் 1,7% ஆக்கிரமித்துள்ளது, இதன் விளைவாக 115 keV இல் உச்சநிலை மற்றும் ஆற்றல் விநியோகத்தின் அரை அகலத்துடன் முடுக்கத்திற்குப் பிந்தைய ஆற்றல் ஸ்பெக்ட்ரம் ஏற்படுகிறது. 60 keVக்கு மேல் (3а).

எதிர்பார்த்தவற்றுடன் இந்த முடிவுகளை ஒப்பிட்டுப் பார்க்க, எலக்ட்ரான்கள் உகந்த ஊசி நேரத்துடன் ஒத்திசைக்காமல் (அதாவது, ஒத்திசைக்கவில்லை) ஒரு நேரியல் முடுக்கி மூலம் எலக்ட்ரான் பரவலின் சூழ்நிலை உருவகப்படுத்தப்பட்டது. இந்த சூழ்நிலையின் கணக்கீடுகள், எலக்ட்ரான் ஆற்றலின் அதிகரிப்பு உட்செலுத்தப்படும் தருணத்தைப் பொறுத்தது என்பதைக் காட்டுகிறது, இது ஒரு துணை விநாடி நேர அளவு வரை (3b) அதாவது, ஒரு உகந்த அமைப்பில், எலக்ட்ரான் ஒவ்வொரு அடுக்கிலும் டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்வீச்சு முடுக்கத்தின் முழு அரை சுழற்சியை அனுபவிக்கும் (3செ).

எலக்ட்ரான்கள் வெவ்வேறு நேரங்களில் வந்தால், அவை முதல் அடுக்கில் குறைவான முடுக்கத்தை அனுபவிக்கின்றன, இதனால் அவை அதன் வழியாக பயணிக்க அதிக நேரம் எடுக்கும். டிஸ்சின்க்ரோனைசேஷன் பின்வரும் அடுக்குகளில் அதிகரிக்கிறது, தேவையற்ற மந்தநிலையை ஏற்படுத்துகிறது (3d).

எலக்ட்ரான் கற்றையின் தற்காலிக நீட்டிப்பின் எதிர்மறை விளைவைக் குறைக்க, முதல் நீராவி சாதனம் சுருக்க பயன்முறையில் இயக்கப்பட்டது. அமுக்கிக்கு வழங்கப்பட்ட டெராஹெர்ட்ஸ் ஆற்றலைச் சரிசெய்து, லினாக்கை ஹேட்ச் பயன்முறைக்கு மாற்றுவதன் மூலம் லினாக்கில் எலக்ட்ரான் கற்றை கால அளவு குறைந்தபட்சம் ~350 fs (அரை அகலம்) ஆக மேம்படுத்தப்பட்டது (4b).

படம் #4

ஒளிக்கதிர் UV துடிப்பின் காலத்திற்கு ஏற்ப குறைந்தபட்ச பீம் கால அளவு அமைக்கப்பட்டது, இது ~600 fs ஆகும். அமுக்கி மற்றும் துண்டுக்கு இடையிலான தூரம் ஒரு முக்கிய பங்கைக் கொண்டிருந்தது, இது தடித்தல் சக்தியின் வேகத்தை மட்டுப்படுத்தியது. ஒன்றாக, இந்த நடவடிக்கைகள் முடுக்கம் கட்டத்தின் ஊசி கட்டத்தில் ஃபெம்டோசெகண்ட் துல்லியத்தை செயல்படுத்துகின்றன.

படத்தின் மீது 4а ஒரு நேரியல் முடுக்கியில் உகந்த முடுக்கத்திற்குப் பிறகு சுருக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் கற்றையின் ஆற்றல் பரவல் சுருக்கப்படாத ஒன்றோடு ஒப்பிடும்போது ~ 4 மடங்கு குறைவதைக் காணலாம். முடுக்கம் காரணமாக, சுருக்கப்பட்ட கற்றையின் ஆற்றல் நிறமாலையானது அழுத்தப்படாத கற்றைக்கு மாறாக, அதிக ஆற்றல்களை நோக்கி மாற்றப்படுகிறது. முடுக்கத்திற்குப் பிறகு ஆற்றல் நிறமாலையின் உச்சம் சுமார் 115 keV ஆகும், மேலும் உயர் ஆற்றல் வால் சுமார் 125 keV ஐ அடைகிறது.

இந்த புள்ளிவிவரங்கள், விஞ்ஞானிகளின் சுமாரான அறிக்கையின்படி, டெராஹெர்ட்ஸ் வரம்பில் ஒரு புதிய முடுக்கம் பதிவாகும் (முடுக்கத்திற்கு முன் இது 70 keV ஆக இருந்தது).

ஆனால் ஆற்றல் சிதறலைக் குறைப்பதற்காக (4а), இன்னும் குறுகிய கற்றை அடைய வேண்டும்.

படம் #5

சுருக்கப்படாத அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட கற்றை விஷயத்தில், மின்னோட்டத்தின் மீது பீம் அளவின் பரவளை சார்ந்த சார்பு கிடைமட்ட மற்றும் செங்குத்து திசைகளில் குறுக்கு உமிழ்வை வெளிப்படுத்துகிறது: εx,n = 1.703 mm*mrad மற்றும் εy,n = 1.491 mm*mrad (5а).

சுருக்கமானது, குறுக்கு உமிழ்வை εx,n = 6 mm*mrad (கிடைமட்டம்) மற்றும் εy,n = 0,285 mm*mrad (செங்குத்து) என 0,246 மடங்கு மேம்படுத்தியது.

உமிழ்வுக் குறைப்பின் அளவு பீம் காலக் குறைப்பின் அளவை விட இரு மடங்கு பெரியது என்பது கவனிக்கத்தக்கது, இது எலக்ட்ரான்கள் முடுக்கத்தின் போது காந்தப்புலத்தை வலுவாக கவனம் செலுத்துவதையும், டிஃபோகஸ் செய்வதையும் அனுபவிக்கும் நேரத்துடன் தொடர்பு இயக்கவியலின் நேரியல் தன்மையின் அளவீடு ஆகும் (5b и 5செ).

படத்தின் மீது 5b உகந்த நேரத்தில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் மின்சார புல முடுக்கத்தின் முழு அரை-சுழற்சியையும் அனுபவிப்பதைக் காணலாம். ஆனால் உகந்த நேரத்திற்கு முன்னும் பின்னும் வரும் எலக்ட்ரான்கள் குறைந்த முடுக்கம் மற்றும் பகுதியளவு வீழ்ச்சியையும் அனுபவிக்கின்றன. அத்தகைய எலக்ட்ரான்கள் குறைந்த ஆற்றலுடன் முடிவடைகின்றன, தோராயமாக பேசும்.

ஒரு காந்தப்புலத்திற்கு வெளிப்படும் போது இதே போன்ற நிலைமை காணப்படுகிறது. உகந்த நேரத்தில் செலுத்தப்படும் எலக்ட்ரான்கள் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை காந்தப்புலங்களின் சமச்சீர் அளவுகளை அனுபவிக்கின்றன. எலக்ட்ரான்களின் அறிமுகம் உகந்த நேரத்திற்கு முன்பே நிகழ்ந்தால், அதிக நேர்மறை புலங்கள் மற்றும் குறைவான எதிர்மறையானவை இருந்தன. எலக்ட்ரான்கள் உகந்த நேரத்தை விட பின்னர் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டால், குறைவான நேர்மறை மற்றும் அதிக எதிர்மறை இருக்கும் (5செ) அத்தகைய விலகல்கள் அச்சுடன் தொடர்புடைய அதன் நிலையைப் பொறுத்து எலக்ட்ரான் இடது, வலது, மேல் அல்லது கீழ் நோக்கி விலகக்கூடும் என்பதற்கு வழிவகுக்கிறது, இது கற்றை கவனம் செலுத்துவதற்கு அல்லது டிஃபோகஸ் செய்வதற்கு தொடர்புடைய குறுக்கு வேகத்தின் அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது.

ஆய்வின் நுணுக்கங்களுடன் இன்னும் விரிவான அறிமுகத்திற்கு, நான் பார்க்க பரிந்துரைக்கிறேன் விஞ்ஞானிகள் தெரிவிக்கின்றனர் и கூடுதல் பொருட்கள் அவனுக்கு.

முடிவுரை

சுருக்கமாக, எலக்ட்ரான் கற்றையின் கால அளவு குறைக்கப்பட்டால் முடுக்கி செயல்திறன் அதிகரிக்கும். இந்த வேலையில், அடையக்கூடிய பீம் கால அளவு நிறுவலின் வடிவவியலால் வரையறுக்கப்பட்டது. ஆனால், கோட்பாட்டில், பீம் கால அளவு 100 fs ஐ விட குறைவாக இருக்கும்.

அடுக்குகளின் உயரத்தைக் குறைத்து அவற்றின் எண்ணிக்கையை அதிகரிப்பதன் மூலம் கற்றையின் தரத்தை மேலும் மேம்படுத்த முடியும் என்பதையும் விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிடுகின்றனர். இருப்பினும், இந்த முறை சிக்கல்கள் இல்லாமல் இல்லை, குறிப்பாக சாதனத்தை தயாரிப்பதில் சிக்கலை அதிகரிக்கிறது.

இந்த வேலையானது ஒரு நேரியல் முடுக்கியின் ஒரு சிறிய பதிப்பின் விரிவான மற்றும் விரிவான ஆய்வின் ஆரம்ப கட்டமாகும். சோதனை செய்யப்பட்ட பதிப்பு ஏற்கனவே சிறந்த முடிவுகளைக் காட்டுகிறது என்ற போதிலும், இது சாதனை முறிவு என்று சரியாக அழைக்கப்படலாம், இன்னும் நிறைய வேலைகள் உள்ளன.

படித்ததற்கு நன்றி, ஆர்வமாக இருங்கள் மற்றும் ஒரு சிறந்த வாரம் நண்பர்களே! 🙂

எங்களுடன் தங்கியதற்கு நன்றி. எங்கள் கட்டுரைகளை விரும்புகிறீர்களா? மேலும் சுவாரஸ்யமான உள்ளடக்கத்தைப் பார்க்க வேண்டுமா? ஒரு ஆர்டரை வைப்பதன் மூலம் அல்லது நண்பர்களுக்கு பரிந்துரை செய்வதன் மூலம் எங்களை ஆதரிக்கவும், உங்களுக்காக எங்களால் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட நுழைவு-நிலை சேவையகங்களின் தனித்துவமான அனலாக் மீது Habr பயனர்களுக்கு 30% தள்ளுபடி: VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 கோர்கள்) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps பற்றிய முழு உண்மை $20 அல்லது எப்படி ஒரு சர்வரைப் பகிர்வது? (RAID1 மற்றும் RAID10 உடன் கிடைக்கும், 24 கோர்கள் வரை மற்றும் 40GB DDR4 வரை).

Dell R730xd 2 மடங்கு மலிவானதா? இங்கே மட்டும் 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV $199 இலிருந்து நெதர்லாந்தில்! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99 முதல்! பற்றி படிக்கவும் உள்கட்டமைப்பு நிறுவனத்தை எவ்வாறு உருவாக்குவது. ஒரு பைசாவிற்கு 730 யூரோக்கள் மதிப்புள்ள Dell R5xd E2650-4 v9000 சேவையகங்களைப் பயன்படுத்தும் வகுப்பு?

ஆதாரம்: www.habr.com