מאיץ לייזר באורך מספר מילימטרים. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

מאיץ לייזר באורך של כמה מילימטרים

12.10.2013

קבוצת חוקרים ממספר מרכזי מחקר בארצות הברית פיתחה ויצרה במעבדה אב טיפוס מאיץ לייזר בעל יעילות שיא. המכשיר, שגודלו מילימטרים בודדים בלבד, הוכיח יכולת להקנות אנרגיה של עד 250 מגה-אלקטרון-וולט למטר לחלקיקים, דבר שבעיקרון אינו ניתן להשגה עם מאיצים מסורתיים.

כדי להאיץ אלקטרונים, הפיזיקאים השתמשו בשדה האלקטרומגנטי של קרן לייזר בניצב לווקטור התאוצה. בתנאים רגילים, חלקיק הנתפס בגלים אלקטרומגנטיים יאיץ תחילה בכיוון אחד, ולאחר מכן יאט ויתחיל לנוע בכיוון ההפוך. כדי להימנע מכך, יצרו הפיזיקאים ערוץ שקוף של חתך רוחב משתנה - עקב האינטראקציה של השדה האלקטרומגנטי עם החומר, משרעת הגלים בו השתנתה בהתאם לרוחב התעלה, ובחתכים צרים התברר שהשדה הוא להיות חזק יותר מאשר ברחבים.

על ידי התאמת אורך הקטעים הצרים והרחבים, כמו גם המהירות ההתחלתית של האלקטרונים, דאגו המדענים שהאלקטרון עף דרך הקטעים הצרים של התעלה בדיוק כאשר גלי האור שם מאיצים את החלקיקים בכיוון הנכון. עד שהגל הגיע לשלב ההפוך והחל להאט את החלקיקים, האלקטרון הספיק להגיע לשבר רחב עם משרעת שדה קטנה יותר ולכן האט פחות ממה שהוא האיץ.

במאיצים רגילים משתמשים בדרך כלל בגלים אלקטרומגנטיים בתחום המיקרוגל להאצת חלקיקים טעונים, ובאופן עקרוני הם אינם יכולים לספק רווח אנרגטי של יותר מכמה עשרות מגה-אלקטרון-וולט למטר. טכנולוגיית הלייזר מספקת יעילות גדולה יותר בסדר גודל, שלפי פיסיקאים ממעבדות ההאצה הלאומיות של סטנפורד, יכולה להוביל למהפכה לא רק במדע, אלא גם בטכנולוגיה. אחד המפתחים, ג'ואל אינגלנד, משווה את המעבר מאיצים קונבנציונליים למעבר הלייזר מצינורות רדיו לטרנזיסטורים. לדבריו, השוואה כזו מוצדקת, במיוחד משום שהחוקרים השתמשו באותן טכנולוגיות המשמשות בייצור מעגלים מיקרו לייצור תעלות מאיץ בשבב שקוף.

מאיצים קומפקטיים עם אנרגיות אלקטרונים של עשרות או מאות מגה-אלקטרון-וולט יכולים לשמש ליצירת קרני רנטגן באנרגיה גבוהה ובצורת אלומה קוהרנטית ממוקדת מאוד. קרינה כזו משמשת כיום באופן פעיל במדעי החומרים, בביולוגיה (כדי לקבוע את מבנה הגביש של חלבונים, כמו גם להארת מאובנים מאובנים), עם זאת, לייזרים של קרני רנטגן עבור משימות אלה תופסים לעתים קרובות מתחמים תת-קרקעיים שלמים עם מנהרות באורך של כמה קילומטרים ומחירם עולה. מאות מיליוני דולרים. קורות בעלות הספק נמוך יותר ואנרגיית חלקיקים נמוכה יותר משמשות ברפואה כדי להקרין ניאופלזמות ממאירות.

<< חזרה: כונני SSD של Mach Xtreme Express 12.10.2013

>> קדימה: כונן USB של Mushkin Ventura Ultra 3.0 11.10.2013

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מכשיר מחשוב ניתן לתכנות מבוסס DNA 30.09.2023

מדענים סינים השיגו פריצת דרך משמעותית בתחום המחשוב הביולוגי על ידי יצירת מכשיר מחשוב הניתן לתכנות המבוסס על DNA. צעד חשוב זה מקרב אותנו ליצירת מחשב DNA מלא.

מעגלים משולבים שנמצאים בשימוש נרחב בעשורים האחרונים הם בעיקר מעגלים אלקטרוניים ופוטונים המבוססים על מוליכים למחצה. עם זאת, שימוש בקוד גנטי לחישוב, הידוע כמעגלי אדמה נדירים, הוא אסטרטגיה חדשה לחלוטין שיכולה לאפשר מקביליות מסיבית בקידוד וביצוע של אלגוריתמים.

עם זאת, מולקולות ביולוגיות בדרך כלל מתפזרות ומתערבבות בנוזלים, מה שמקשה על השימוש באסטרטגיה זו עבור מחשוב כללי.

מחקרים אחרונים הוכיחו מערכת המשלבת מערכי שערים ניתנים לתכנות DNA רב-שכבתי (DPGAs) המסוגלת לפתור משוואות ריבועיות.

חוקרים מאוניברסיטת שנגחאי, בראשות Jiao Tong, יצרו מכשיר עם שלוש שכבות DPGA עוקבות, שכל אחת מהן מכילה 30 שערים לוגיים וכ-500 גדילי DNA. שכבות אלו פועלות בסנכרון כדי לשלוט באינטראקציות האקראיות של מולקולות.

המדענים ציינו כי השימוש בפולימרים חד-גדיליים המורכבים ממספר קטן של נוקלאוטידים כאותות שידור הומוגניים מאפשר שילוב של מעגלים משולבים בקנה מידה גדול עם אובדן מינימלי ודיוק גבוה עבור מחשוב כללי.

על פי המחקר, מכשיר זה, המצויד בממיר אנלוגי לדיגיטלי, יכול לשמש לסיווג מיקרו-DNA הקשור למחלות שונות.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר