Новый метод измерения плазмы с высокой плотностью энергии и облегчения термоядерного синтеза с инерционным удержанием

Результаты, полученные под руководством Софии Малко из Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США, подробно описывают новый метод измерения «останавливающей способности» ядерных частиц в плазме с использованием сверхинтенсивных лазеров с высокой частотой повторения. Понимание тормозной способности протонов особенно важно для термоядерного синтеза с инерционным удержанием (ICF).

Компактный ускоритель электронов достигает новых скоростей, используя только свет

Ученые, использующие точное управление сверхбыстрыми лазерами, разогнали электроны на 20-сантиметровом участке до скоростей, обычно предназначенных для ускорителей частиц размером с 10 футбольных полей. Было использовано два лазерных импульса, отправленных через струю газообразного водорода. Первый импульс разорвал водород, проделав в нем дыру и создав канал плазмы. Этот канал направлял второй, более мощный импульс, который выхватывал электроны из плазмы и увлекал их за собой, разгоняя их почти до скорости света. С помощью этого метода команда ускорила электроны почти до 40% энергии, достигнутой на массивных объектах, таких как километровый источник когерентного света Linac (LCLS), ускоритель в Национальной ускорительной лаборатории SLAC. Статья была принята в журнал Physical Review X 1 августа 2022 года.

Прямое наблюдение сильно нелинейных плазменных волн

Исследователи из Института науки Вейцмана (WIS) в Израиле недавно разработали метод прямого наблюдения лазерных и нелинейных релятивистских плазменных волн в режиме реального времени. Используя этот метод, представленный в статье, опубликованной в Nature Physics, они смогли охарактеризовать нелинейную плазму с невероятно высоким временным и пространственным разрешением.

Широкополосный плазмонный переключатель со сверхвысокой глубиной модуляции

Представлена новая и универсальная схема для компактных оптических и плазмонных переключателей с большой глубиной модуляции (МД). Численно продемонстрированы переключатели на основе поверхностного плазмона (SP) и объемного плазмона (BP) с малой занимаемой площадью, высоким MD и низкими вносимыми потерями.

Коллаборации AWAKE удается контролировать нестабильность протонного сгустка в плазме

Advanced WAKEfield Experiment (AWAKE) — это крупный эксперимент, проводимый в ЦЕРН и направленный на изучение ускорения плазменного кильватерного поля. Это первая исследовательская работа в этой области, в которой сгусток релятивистских протонов используется в качестве драйвера плазменных кильватерных полей для ускорения электронов-свидетелей до высоких энергий.

Использование квантовой технологии для сдерживания новых частиц

Исследовательская группа под руководством профессора Пэн Синьхуа из Университета науки и технологий Китая (USTC) Китайской академии наук в сотрудничестве с профессором Дмитрием Будкером из Института Гельмгольца в Майнце использовала недавно разработанный спиновый усилитель для ограничения гипотетических колебаний аксионов, предоставляя возможность исследовать многообещающее пространство параметров. Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Меньшие и более сильные магниты могут улучшить устройства, использующие энергию синтеза солнца и звезд

Ученые нашли способ создания высокотемпературных сверхпроводящих магнитов, сделанных из материала, который проводит электричество с небольшим сопротивлением или вообще без сопротивления при более высоких температурах, чем раньше. Такие мощные магниты легче поместятся в ограниченном пространстве внутри сферических токамаков более похожих на яблоко с сердцевиной, чем на пончик обычных токамаков, и исследуются в качестве возможной конструкции будущих термоядерных электростанций.

Новый метод ускорения расчетов переноса нейтронов

Доктор Чжэн Ю из Института физических наук Хэфэй Китайской академии наук в сотрудничестве с исследователями из Технологического института Карлсруэ в Германии предложил новый метод ускорения крупномасштабного моделирования экранирования методом Монте-Карло. Новый метод глобального уменьшения дисперсии, также называемый «на лету» (OTF), делает коды Монте-Карло (MC) применимыми для анализа защиты крупномасштабных и сложных термоядерных реакторов. Соответствующие результаты были опубликованы в журнале Nuclear Fusion.

Новые данные о движущемся электричестве могут улучшить термоядерные устройства

Исследователи из Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США обнаружили, что обновление математической модели с включением физического свойства, известного как удельное сопротивление, может привести к улучшению конструкции термоядерных установок в форме пончика, известных как токамаки.

Лазер создает миниатюрную магнитосферу

Магнитные пересоединения в лазерной плазме были изучены для понимания микроскопической динамики электронов, которая применима к космическим и астрофизическим явлениям. Исследователи Университета Осаки в сотрудничестве с исследователями из Национального института термоядерной науки и других университетов сообщили о прямых измерениях исходящих потоков чистых электронов, имеющих отношение к магнитному пересоединению, с использованием мощного лазера Gekko XII в Институте лазерной инженерии, Осака. Университет в Японии. Их выводы опубликованы в Scientific Reports.