Un accélérateur d'antimatière miniaturisé brise les limites de taille et ouvre de nouvelles frontières en physique
- Les scientifiques ont découvert un nouveau moyen d'accélérer l'antimatière dans un espace mille fois plus petit que les accélérateurs existants.
- Cette technique est très efficace, peu coûteuse et nous aiderait à étudier en détail la nouvelle physique.
Les accélérateurs de particules installés dans des installations telles que la source de lumière cohérente Linac et le grand collisionneur de hadrons accélèrent les particules élémentaires (électrons et protons). Ils permettent aux scientifiques de tester plusieurs théories physiques, notamment en recherchant de nouvelles particules anticipées par les théories supersymétriques et en analysant les propriétés du boson de Higgs.
Habituellement, cela se fait en brisant des particules accélérées pour générer des particules plus élémentaires qui fournissent de la masse à toutes les autres particules. Il peut être utilisé pour produire des lasers à rayons X pour imager des processus petits et ultra-rapides, tels que la photosynthèse.
Cependant, pour atteindre des vitesses aussi élevées, l’accélérateur doit utiliser des composants d’une longueur supérieure à 2 km. Il y a quelques années, des scientifiques de l'Imperial College de Londres ont développé un système qui utilise des composants de seulement plusieurs mètres de long pour accélérer les électrons.
Aujourd'hui, un scientifique de la même université a inventé une technique pour accélérer les positons – l'équivalent antiparticulaire de l'électron – dans un système qui ne mesurerait que quelques centimètres de long.
Avantages du petit accélérateur de positons
Cette nouvelle technique pourrait aider à examiner davantage de mystères de la physique, notamment les caractéristiques de la matière noire et de l'énergie noire, et permettre des tests plus sensibles sur les puces de silicium et les avions.
L'approche a été modélisée en utilisant la nature de la technologie laser existante, qui couvre près de 25 mètres carrés. S'il est démontré avec succès, cela pourrait permettre à de nombreux laboratoires à travers le monde de réaliser des expériences d'accélération de l'antimatière.
Selon les chercheurs, cette nouvelle technologie pourrait réduire considérablement la taille ainsi que le coût de l’accélération des positons. Actuellement, la même expérience nécessite de grandes installations de physique et coûte des dizaines de millions de dollars.
Les stratégies utilisées dans les grandes installations telles que la source de lumière cohérente Linac et le grand collisionneur de hadrons n'ont pas beaucoup été améliorées depuis leur découverte au début des années 1960. Ils sont encore chers et trop complexes.
Les accélérateurs d’antimatière de nouvelle génération, en revanche, sont efficaces, plus petits et moins chers. Ils nous aideraient à étudier de nouvelles physiques, permettant ainsi à de nombreux autres laboratoires de se joindre à nos efforts.
Référence : Phys. Rév. Accel. Poutres | est ce que je:10.1103/PhysRevAccelBeams.21.081301 | Imperial College de Londres
Génération du boson de Higgs et tests de matériaux
La technique consiste à utiliser des lasers et du plasma pour créer, concentrer et accélérer l'antimatière afin de générer un faisceau. L'accélérateur de quelques centimètres de long est capable d'accélérer des faisceaux de positrons contenant des dizaines de millions de particules, en utilisant la technologie laser existante. Le niveau d'énergie de ces particules est le même que celui généré par l'accélérateur Stanford de 2 km.
Plus précisément, les chercheurs ont utilisé des simulations de particules dans la cellule pour démontrer que les lasers existants peuvent accélérer des centaines de positons quasi-monoénergétiques MeV pC.
La technique d'accélération de particules repose sur 2 étapes d'interaction laser-plasma | Crédit : Aakash A. Sahai
En fait, ils pourraient générer du boson de Higgs à un rythme plus élevé, permettant ainsi aux scientifiques de mieux analyser ses propriétés. Ils pourraient également être utilisés pour expliquer le modèle standard de la physique des particules en recherchant de nouvelles particules anticipées par les théories supersymétriques.
En ce qui concerne les applications pratiques, le faisceau de positons peut analyser les défauts et les risques de fracture dans une variété de matériaux, notamment les pales, les corps et les puces intégrées des moteurs d'avion. Étant donné que l'antimatière interagit avec ces matériaux d'une manière différente des électrons ou des rayons X, ils apportent une toute nouvelle dimension au processus de contrôle qualité.
Lire :La toute nouvelle physique du 21e siècle | Théories intéressantes
Sur la base de l'expérience passée en matière de génération de faisceaux via une technique similaire, les chercheurs sont convaincus que le prototype fonctionnel sera disponible d'ici 2020.
Technologie industrielle
- Avantages des moteurs refroidis par liquide
- Amélioration du sort du travailleur de la chaîne d'approvisionnement mondiale
- Présentation du module de planification de capacité ThroughPut :optimisez vos plans de capacité avec la puissance de l'IA
- Règles de circuit de la série
- Stratégies d'API personnalisées évolutives pour la croissance de l'entreprise
- Vous ne pouvez pas avoir de Big Data sans données propres
- Bonnes vibrations :comment optimiser les configurations de votre machine pour minimiser les vibrations
- Moulage à la machine - Types, définition, fonctionnement, avantages [Images]
- Comment nettoyer et entretenir votre respirateur en 3 étapes simples