Istraživači iz Diseldorfa i Jülicha potvrdili su po prvi put da se polarizacija čestica očuva pri laser‑plazmenom ubrzanju, koristeći predpolarizovani Helijum‑3. Eksperimenti su izvedeni PHELIX laserom u GSI Darmstadtu, a analiza na CR‑39 pločama pokazala je očuvanje spinova. Rezultat otvara mogućnosti upotrebe kompaktnih akceleratora u istraživanjima nuklearne fuzije i eksperimentalne fizike čestica.
Prvi Na Svetu: Polarizacija Čestica Očuvana Pri Laser‑Plazmenom Ubrzanju — Važno Za Fuziju I Fiziku
Tim istraživača sa Heinrich Heine Univerziteta u Diseldorfu i Forschungszentrum Jülich potvrdio je, kako navode, po prvi put na svetu da se stanje polarizacije čestica očuva tokom ubrzanja u laser‑plazmenim akceleratorima. Otkriće može imati značajne posledice za istraživanja kontrolisane nuklearne fuzije i za eksperimentalnu fiziku čestica.
Za razliku od konvencionalnih akceleratora — velikih postrojenja koja koriste magnete i radio‑frekventne komore i često se prostiru na kilometre — laser‑plazmeni akceleratori su kompaktna, jeftinija alternativa koja može postići gradijente ubrzanja i do oko 1.000 puta veće nego tradicionalni sistemi.
Grupa pod vođstvom profesora Markusa Büschera sprovela je eksperimentalnu verifikaciju tog svojstva: svakodnevno su proizvodili predpolarizovani gas Helijum‑3 u Forschungszentrum Jülich, transportovali ga u specijalizovanim kontejnerima do GSI u Darmstadtu, gde su pomoću visokosnažnog PHELIX lasera ubrzali jone.
Nakon ubrzanja, čestice su analizirane na CR‑39 detektorskim pločama. Rezultati pokazuju da je stepen polarizacije (poravnavanje spinova) ostao očuvan kroz proces ubrzanja laserom i plazmom.
„Poravnavanje spinova je presudno za niz fundamentalnih naučnih pitanja jer utiče na međudejstva čestica“, izjavio je profesor Markus Büscher, objašnjavajući značaj nalaza.
Očuvanje spin‑polarizacije ima praktičan značaj: u određenim fuzionim procesima verovatnoća reakcije i prinos energije mogu biti veći kada su spinovi fuzionih jezgara poravnati paralelno. Potvrda da laser‑plazmeni akceleratori ne razaraju to poravnavanje čini ih relevantnim alatom za dalja istraživanja fuzije.
Rezultati takođe otvaraju mogućnosti za primenu polarizovanih snopova u drugim eksperimentima: polarizovani elektroni raspršeni na protonima i neutronima služe za precizno ispitivanje strukture materije i fundamentalnih interakcija, a takvi snopovi su korisni i u eksperimentima koji tragaju za fizikom izvan Standardnog modela (npr. pri pretragama kandidat‑čestica za tamnu materiju poput aksiona).
Zaključno, studija pokazuje da kompaktni laser‑plazmeni akceleratori mogu zadržati polarizaciju čestica tokom ubrzanja, što potvrđuje njihovu upotrebljivost u visokospecijalizovanim istraživanjima i potencijalno ubrzava razvoj primena u fuziji i nuklearnoj fizici.
„Uspeli smo da pokažemo, po prvi put na svetu, da se polarizacija 3He čestica održava tokom laser–plazmenog ubrzanja. To je važan rezultat za primenu ove nove tehnologije ubrzanja u različitim oblastima“, zaključio je Büscher.
Pomozite nam da budemo bolji.
