Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas, netoli Ženevos esantis CERN tyrimo įrenginys, skirtas ieškoti mažiausioms dalelės, kaip garsusis Higgso bozonas. Didžiuoju šis hadronų greitintuvas vadinamas ne be reikalo – jis yra išdėstytas apvaliame tunelyje, kurio ilgis – 27 km. Tačiau dabar Kalifornijos universiteto Berklyje mokslininkai sugalvojo, kaip tą patį darbą nudirbti gerokai mažesniu dalelių greitintuvu.
Didžiojo hadronų greitintuvo tunelyje
© Maximilien Brice (CC BY-SA 3.0) | commons.wikimedia.org
Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas privalo būti didelis, kad dalelės, kurių susidūrimai tiriami, spėtų įsibėgėti iki kiek įmanoma aukštesnio greičio. Tam reikalinga visa elektromagnetų, įvairių jutiklių ir kitų įrenginių gausa. Tiesą sakant, mokslininkai nedrąsiai kalba, kad didesnis hadronų greitintuvas būtų dar naudingesnis ir paspartintų dalelių fizikos hipotezių tyrimus.
Tačiau mokslininkai JAV mano, kad tą patį būtų galima pasiekti kur kas mažesniais įrenginiais, jei dalelės būtų greitinamos ne elektromagnetais, o plazmos bangomis. Plazmos banga, kuri būtų sukurta tikslingais ir ritmiškais lazerio impulsais, galėtų sugeneruoti labai energingus elektronų srautus. Mokslininkai BELLA laboratorijoje pasiekė 7,8 milijardų elektronvoltų energiją vos 20 cm ilgio plazma. Tai reiškia, kad pats greitintuvas galėtų būti labai mažas. Palyginimui, panaši energija galėtų būti sukuriama 91 metro ilgio tunelyje, naudojant dabartines technologijas.
Apie plazmos bangas naudojančius hadronų greitintuvus mokslininkai galvojo jau seniai. Tačiau jiems buvo sunku sugalvoti, kaip tas bangas suvaldyti, mat jos sklinda į visas puses. Mokslininkai nusprendė panaudoti safyro vamzdelius – maži safyriniai kapiliarai suvaldo plazmos bangas ir leidžia nukreipti jų energiją ten, kur reikia.
Vamzdelis yra pripildomas dujomis, kurios, veikiamos elektros energija, virsta plazma. Tuomet lazerio pulsai sukoncentruoja plazmos energiją į bangas, kurios tuomet gali būti panaudojamos dalelėms greitinti. Pirminiai bandymai buvo sėkmingi ir mokslininkai yra įsitikinę, kad šis metodas veiktų, tačiau dar liko nemažai darbo.
Kito eksperimento metu mokslininkai bandys visiškai sukontroliuoti į šią sistemą įterptus elektronus. Jei to padaryti nepavyktų, tai toks greitintuvas neturėtų prasmės, nes eksperimentų rezultatų nebūtų galima pateikti skaičiais. Tačiau mokslininkai mano, kad ateityje pavyks pasiekti dar didesnį tikslumą ir aukštesnį energijos lygį.
Tai, kaip mes dabar žiūrime į senus, kelias tonas svėrusius kompiuterius, ateities žmonės žiūrės į Didįjį hadronų priešpriešinių srautų greitintuvą. Tačiau dabartiniai bandymai su plazmos bangomis bent jau artimiausiu metu mažo, laboratorijos kambaryje telpančio greitintuvo tikrai nesukurs.
