Halo, nama saya Alexander, dan saya seorang ahli fisika. Dari luar, ini mungkin terdengar seperti vonis, tetapi kenyataannya demikian. Ternyata saya melakukan penelitian mendasar dalam fisika, yaitu, mempelajari partikel bermuatan terakselerasi: proton dan semua yang lebih besar adalah ion positif, yaitu. Dalam studi, saya tidak menggunakan akselerator besar seperti LHC, tapi saya menembak foil dengan laser, dan momentum proton terbang keluar dari foil.



Sekarang beberapa kata tentang saya. Saya lulus dari ITMO photonics dan opto-informatika fakultas di St. Petersburg, kemudian pergi ke magistracy di Universitas Aalto (ini di Finlandia) ke arah mikro dan nanoteknologi, dan kemudian saya meludahi semua hal-hal kecil, mikroskop, dan terutama pada ruang bersih. Dan saya masuk ke ilmu dasar dengan laser besar. Sekarang saya bekerja di sekolah pascasarjana di barat daya Swedia di kota Lund di universitas dengan nama yang sama. Ini tentang jarak tembakan meriam dari Kopenhagen.

Saat dipercepat, terbanglah

Akselerator partikel bermuatan itu sendiri bukanlah ide baru, tetapi metode yang saya gunakan untuk mempercepatnya relatif baru, sekitar usia yang sama dengan saya. Ini memungkinkan Anda untuk secara signifikan mengurangi ukuran akselerator dan biayanya, termasuk biaya pekerjaan dan pemeliharaan. Perbedaan antara kedua jenis tersebut dapat diperkirakan pada gambar di bawah ini.

Di sebelah kiri adalah akselerator linier elektrostatik (sedikit dibongkar); Di sebelah kanan adalah pembuat lubang foil kecil saya tapi bangga

Mari kita bandingkan dua pola kejeniusan fisik yang suram ini secara lebih rinci. Lihatlah akselerator kiri dan kanan, lalu lagi di kiri dan lagi di kanan: ya, milik saya di atas kuda (lelucon - komentar penulis). Faktanya, tambang hanya berdiameter satu meter, dan protonnya sendiri dipercepat dari selembar kertas. Dudukannya terletak persis di tengah-tengah lingkaran, mengenakan rok tembaga yang indah. Itu jauh lebih sederhana dan lebih kompak daripada sampel kiri, yang merupakan ukuran bus dan juga diisi dengan gas asfiksasi. Jadi, setelah menyatakan diri dalam banyak (sering terjadi dalam fisika bahwa semakin kecil semakin baik), seseorang dapat beralih ke fisika dari proses percepatan.

Karena kita mempercepat partikel bermuatan, paling logis untuk melakukan ini dengan medan listrik. Bidang yang akan kita tandai oleh ketegangan. Bagi mereka yang pergi ke depan dan belakang setelah sekolah, izinkan saya mengingatkan Anda: kekuatan medan listrik adalah vektor besaran fisik yang mencirikan medan listrik pada titik tertentu dan secara numerik sama dengan rasio gaya yang bekerja pada muatan titik tetap yang ditempatkan pada titik tertentu di lapangan, besarnya biaya ini (copy-paste kotor dari Wikipedia). Ini memiliki dimensi V / m. Kembali ke perbandingan, akselerator di sebelah kiri mempercepat proton ke 4 MeV (Megaelectron-volts), yaitu 2,77 * 10 ⁷ m / s atau 9,2% dari kecepatan cahaya. Karena muatan proton adalah 1, dan panjang akselerator adalah dua meter, kekuatan medan akan menjadi 2 MV / m. Di sini kami berasumsi bahwa di semua tempat, lapangan diarahkan pada satu arah dan, secara umum, sangat dekat dengan kebenaran. Akselerator gaya memiliki kekuatan bidang urutan beberapa TV / m, yaitu sekitar satu juta kali lebih banyak. Namun, perlu diakui bahwa panjangnya hanya beberapa mikron.

Jadi, pada titik ini, kami telah menemukan ladang siapa yang lebih curam. Saatnya beralih ke mekanisme fisik dan teknik yang dibuat bidang ini. Dalam kasus akselerator konvensional, ada dua lembaran logam, satu di antaranya bermuatan negatif, dan yang kedua sama sekali tidak. Ingat eksperimen sekolah tentang menggosok tongkat ebonit dengan sehelai wol. Di sini prinsipnya persis sama, tetapi pelaksanaannya jauh lebih rumit. Jika Anda mempercepat proton dari foil, maka bidang itu dibuat oleh elektron, elektron terbang keluar dari plasma panas, plasma diperoleh dan dipanaskan oleh laser, dan tentang semua ini sisa pos.

Apakah Anda ingin saya memukulnya, dan ia berubah menjadi ungu?

Jika Anda memukul cukup keras, Anda dapat melihat banyak fenomena fisik yang indah. Begitulah cara orang-orang Harvard mendapatkan hidrogen metalik, dan kemudian kehilangannya.

Dalam kasus saya, saya menembak foil dengan laser. Saya akan menjelaskannya secara lebih rinci setelah menjelaskan fisika non-sepele dari proses memperoleh materi padat hangat, yang persisnya merupakan nama plasma dalam istilah ilmiah, yang bertanggung jawab atas kemenangan percepatan proton saya. Dan sekarang, hal pertama yang pertama.

Laser menghasilkan pulsa dengan panjang gelombang 800 nm dan 35 fs untuk durasi (10 ^-15 detik), yaitu, panjang pulsa aktual dalam ruang hampa adalah sekitar 10 μm. Sekitar 2 J energi dimasukkan ke dalam dorongan ini, dan itu banyak. Jika kita mengambil impuls ini dan memfokuskannya pada foil ke tempat bulat rapi berdiameter 5 mikron, maka intensitasnya akan menjadi urutan 10 ²⁰ W / cm ² . Ini tidak senonoh banyak. Sekali lagi sedikit perbandingan: baja dapat dengan mudah dipotong pada intensitas 10 ⁸ W / cm ² (atau lebih).

Bahkan, karena fitur desain amplifier, pulsa laser memiliki alas sebelumnya yang berlangsung sekitar 500 ps, ​​dan alas ini sangat membantu untuk mempercepat proton dengan baik.

Terionisasi - berarti dipersenjatai

Ingat kembali apa yang terjadi pada cahaya ketika memasuki suatu zat. Energi harus dilestarikan, yang berarti hanya ada tiga varian peristiwa: refleksi, transmisi, dan penyerapan. Dalam kehidupan yang keras, semua hal di atas hadir sekaligus. Pada tahap awal, kami tertarik pada penyerapan.

Jadi, kami memiliki alas, yang juga kami fokuskan dengan sempurna pada selembar kertas, dan itu diserap dengan sempurna di sana. Agar tidak masuk ke kompleksitas fisika keadaan padat, kami mempertimbangkan penyerapan atom yang berdiri sendiri. Dari mekanika kuantum kita tahu bahwa hanya foton yang dapat diserap, yang energinya persis sama dengan energi transisi elektron dari satu keadaan ke keadaan lain. Jika energi foton lebih besar dari energi ionisasi (yaitu, mengirimkan elektron dari sarang induk ke perjalanan gratis), maka kelebihannya akan menjadi energi kinetik elektron, semuanya sederhana. Dalam kasus kami, foton dengan panjang gelombang 800 nm tidak memiliki energi yang cukup (ini adalah energi satu foton, bukan seluruh pulsa!) Untuk mengionisasi target, tetapi di sini fisika membantu kita. Ingat, saya menyebutkan intensitas radiasi yang lebih besar? Jika, dalam pelengkap, kita masih ingat bahwa cahaya dapat direpresentasikan sebagai fluks foton, dan intensitasnya berbanding lurus dengan itu, maka ternyata fluks foton sangat besar. Dan jika fluksnya sangat besar, maka kemungkinan beberapa foton akan tiba di tempat dan waktu yang sama, dan ketika energi mereka diserap mereka akan bertambah, dan ionisasi masih akan terjadi. Anehnya, fenomena ini disebut ionisasi multiphoton, dan kami secara teratur menggunakannya.

Saat ini, kita memiliki elektron yang telah berhasil dihancurkan, yang berarti bahwa pulsa utama tiba di plasma yang sudah selesai dan mulai menghangatkannya.

Dasar-dasar fisika plasma (tidak muncul dengan lelucon, ah)

Sebelum memanaskannya, perlu sedikit dibicarakan tentang plasma sebagai suatu masalah. Plasma, itu seperti gas, hanya elektron yang terpisah, dan inti terpisah. Kami akan menganggap plasma kami gas yang hampir ideal, tetapi terdiri dari elektron.

Karakteristik utama plasma kami adalah kepadatannya (jumlah elektron per satuan volume), nilai ini akan dilambangkan dengan $ n_e $ (jangan dikacaukan dengan indeks bias!), Dan suhu dari elektron-elektron ini, yaitu kecepatan rata-rata mereka. Ini dijelaskan oleh distribusi Boltzmann dengan cara yang sama seperti dalam kursus fisika sekolah:

$$$$ tampilkan $$ \ frac {m_e v ^ 2} {2} = \ frac {1} {2} k_B T_e, $$ tampilkan $$

di mana dengan mudah mengikuti

$$$$ menampilkan $$ \ langle v \ rangle = \ sqrt [] {k_B T_e / m_e}, $$ menampilkan $$

dimana$$ $ inline $ k_B $ inline $ - Konstanta Boltzmann$$ $ inline $ T_e $ inline $ Apakah suhu elektron, dan$$ $ inline $ m_e $ inline $ Adalah massa elektron. Ya, di sini kami menganggap kasus satu dimensi, tetapi sebenarnya kami tidak perlu lagi menjelaskan proses kami.

Sekarang kami menerapkan medan listrik ke plasma yang sudah dijelaskan. Biarkan saya mengingatkan Anda bahwa plasma terdiri dari partikel bermuatan, yang berarti bahwa pada kepadatan yang diberikan pada jarak tertentu dari tempat kami menerapkan bidang, elektron akan mengaburkan (melindungi) sumbernya (kerumunan seperti Matrosovs kecil - catatan penulis). Jarak yang diperlukan untuk ini disebut panjang Debye dan diberikan oleh persamaan

$$$$ menampilkan $$ \ lambda_D = \ sqrt [] {\ frac {\ epsilon_0 k_B T_e} {q ^ 2_e n_e}}. $$ tampilan $$

Di sini$$ $ inline $ q_e $ inline $ jelas muatan elektron, dan$$ $ inline $ \ epsilon_0 $ inline $ - konstanta dielektrik vakum, konstanta fundamental. Kami menganalisis rumus ini sedikit untuk melihat fisika sederhana dari proses tersebut. Meningkatkan kerapatan elektron, kami mengurangi jarak rata-rata di antara mereka, sebagai akibatnya, untuk jarak yang lebih kecil, kami mengumpulkan cukup elektron untuk sepenuhnya melindungi bidang kami. Di sisi lain, semakin tinggi suhunya, semakin besar jarak rata-rata antar elektron.

Karena efek penyaringan dan suhu rata-rata elektron yang ditentukan dengan baik (tergantung pada suhu), plasma tidak langsung bereaksi terhadap medan yang tiba-tiba datang. Adalah logis untuk mengasumsikan bahwa waktu respons terkait dengan panjang Debye dan kecepatan elektron. Analogi yang baik adalah melempar batu ke danau. Dibandingkan dengan seluruh danau, batu itu bertindak di permukaan air secara searah. Sebagian air berubah dengan segera (ini adalah tempat air itu jatuh), dan kemudian gelombang mulai menyebar melalui permukaan air. Dalam kasus plasma, medan listrik yang tiba-tiba muncul adalah batu. Ukuran bulu-bulu ditentukan oleh panjang pelindung (medan tidak bertindak di luarnya), dan penyebaran gelombang tergantung pada seberapa dekat elektron satu sama lain. Kami dapat memperkenalkan karakteristik seperti waktu respons plasma:

$$$ inline $ t_D = \ lambda_D / v $ inline $ . Secara umum, ini menunjukkan kepada kita waktu di mana informasi tentang perubahan dalam bidang yang diterapkan akan mencapai elektron-elektron yang, seolah-olah, tidak melihatnya.

Karena kita adalah fisikawan, kita tidak terlalu suka waktu. Jauh lebih nyaman untuk bekerja dengan frekuensi, jadi kami memperkenalkan konsep frekuensi alami plasma. Nilai ini akan menunjukkan kepada kita seberapa sering kita dapat mengubah bidang sehingga seluruh akumulasi elektron, yang kita sebut plasma dengan bangga, punya waktu untuk merespons perubahan ini. Nah, apa yang bisa lebih mudah? Bagilah unit dengan waktu respons, dan ini dia - frekuensi:

$$$$ menampilkan $$ \ omega_p = \ frac {1} {t_D} = \ sqrt [] {\ frac {q ^ 2_e n_e} {\ epsilon_0 m_e}}. $$ tampilan $$

Sangat mudah untuk melihat bahwa frekuensi eigen dari osilasi plasma tergantung pada kerapatan elektron. Semakin banyak elektron, semakin tinggi frekuensinya. Anda dapat menggambar analogi lain, tetapi kali ini dengan pendulum musim semi. Kepadatan elektron yang tinggi memberi tahu kita bahwa mereka lebih dekat satu sama lain, yang berarti mereka berinteraksi lebih kuat. Kami berasumsi bahwa interaksi mereka dalam proporsi langsung dikaitkan dengan elastisitas pegas dari pendulum. Dan semakin besar elastisitasnya, semakin tinggi frekuensi osilasi.

Frekuensi alami plasma juga menentukan indeks biasnya. Sejujurnya, kami menulis persamaan gelombang gerakan kolektif elektron dalam plasma, dan kemudian mengasumsikan perubahan kecil dalam kerapatan elektron (kami tidak akan melakukan ini di sini karena membosankan), maka kami menetapkan indeks bias sebagai berikut:

$$$$ menampilkan $$ \ eta = \ sqrt [] {1- \ frac {\ omega ^ 2_p} {\ omega ^ 2_0}}. $$ tampilan $$

Di sini$$ $ inline $ \ omega_0 $ inline $ Apakah frekuensi melingkar dari medan listrik yang diterapkan. Dia berada di rad / s dan bukan di Hz!

Kami memperhatikan dengan seksama ungkapan ini. Sebagai seorang ahli fisika eksperimental, saya tidak meminum jiwa dalam jumlah nyata, tetapi saya mencoba untuk mengabaikan yang kompleks, terutama indeks bias kompleks. Nah, bagaimana bisa menyalakan, pada akhirnya, menyebar dalam materi saya kali lebih lambat daripada di ruang hampa? Ini semacam omong kosong! Tidak juga, tetapi lebih pada waktu lain itu. Jika$$ $ inline $ \ omega_0> \ omega_p $ inline $ , maka ungkapan itu memiliki arti nyata, dan medan listrik bolak-balik merambat di dalam plasma kita. Semua orang senang, dan kami akan menyebutnya plasma tidak cukup padat. Namun, jika$$ $ inline $ \ omega_0 <\ omega_p $ inline $ , maka indeks bias menjadi tidak hanya kompleks, tetapi seluruhnya imajiner. Dalam hal ini (dan bukan hanya karena saya inginkan) gelombang tidak akan merambat di sana sama sekali, tetapi akan segera tercermin tanpa kerugian. Ini plasma terlalu padat. Omong-omong, fenomena yang sangat keren. Ini disebut cermin plasma.

Dan sebagai makanan penutup$$ $ inline $ \ omega_0 = \ omega_p $ inline $ . Ini adalah plasma dengan kepadatan kritis. Dalam hal ini, ia mulai masuk ke resonansi dengan memaksa (disediakan oleh kami) medan listrik bergantian. Untuk kasus khusus seperti itu, Anda bahkan dapat memperkenalkan konsep kepadatan kritis dan mendefinisikannya seperti ini:

$$$$ menampilkan $$ n_c = \ frac {\ epsilon_0 m_e \ omega ^ 2_0} {q ^ 2_e}. $$ tampilan $$

Secara alami, kerapatan kritis berbeda untuk setiap frekuensi bidang pemaksaan.

SHOCK! Pemanasan plasma! Untuk melakukan ini, hanya ...

Dalam kasus kami, kami hanya akan fokus pada satu mekanisme pemanasan, yang berlaku dalam percobaan.

Untuk memulainya, biarkan plasma yang kita bentuk dengan alas memiliki gradien kepadatan yang halus, dalam hal ini kita memiliki pemanasan melalui penyerapan resonansi. Ilustrasi hal ini pada gambar di bawah ini.


Ilustrasi proses penyerapan resonansi: a) distribusi kerapatan elektron di dekat bagian depan target; b) pembiasan sinar laser dalam plasma dengan gradien kepadatan; c) medan listrik dalam plasma

Jadi, laser bersinar pada plasma kita pada sudut tertentu, well, biarlah 45 derajat, dan pada saat yang sama terpolarisasi dalam bidang kejadian. Polarisasi ditunjukkan oleh panah merah pada gambar. Plasma kami memiliki gradien kepadatan, yang berarti indeks biasnya terus berubah (ini sedang berkembang). Pada titik tertentu, akan terjadi bahwa lapisan plasma tertentu untuk laser kita menjadi "berputar" dan itu mencerminkan, yaitu, untuk beberapa waktu akan merambat sejajar dengan lapisan kritis. Penting untuk dicatat bahwa itu akan berubah sebelum mencapai lapisan kerapatan kritis, karena kami meluncurkannya pada sudut ke normal. Kepadatan plasma di mana sinar laser berputar diberikan oleh persamaan ini:

$$$$ tampilan $$ n_t = n_c \ cos ^ 2 \ alpha, $$ menampilkan $$

dimana$$ $ inline $ n_c $ inline $ Apakah kepadatan kritis, dan$$ $ inline $ \ alpha $ inline $ - sudut timbulnya cahaya.

Sekarang kesenangan dimulai. Ingatlah bahwa cahaya bukan hanya fluks foton, tetapi juga gelombang elektromagnetik, yaitu momentum kita memiliki medan listrik yang berosilasi secara harmonis dengan amplitudo besar. Ketika cahaya merambat sejajar dengan lapisan kritis, gelombang berdiri, yang tidak berubah seiring waktu (secara alami, selama pulsa laser ada di tempat). Bidang gelombang ini, pada kenyataannya, menembus lebih jauh dari lapisan plasma di mana cahaya telah berubah, dan mencapai lapisan kritis. Biarkan saya mengingatkan Anda bahwa frekuensi osilasi plasma pada lapisan kritis sama dengan frekuensi radiasi laser, yang berarti resonansi terjadi. Ketika laser berhenti bersinar, energi yang dikomunikasikan ke elektron di lapisan kritis didistribusikan melalui dampak ke elektron lain, yang berarti bahwa plasma dipanaskan.

Jadi di mana sebenarnya akselerasi itu?

Sekarang kita telah memanaskan elektron dalam plasma dengan baik, dan laser tidak lagi bersinar, kita dapat mengetahui bagaimana proton dipercepat. Untuk melakukan ini, lihat gambar di bawah ini. Sampai saat ini, saya tidak pernah mengatakan dari mana asalnya proton. Secara alami, mereka tidak muncul dari inti material foil. Karena kita tidak terlalu rapi dan tidak memakai sarung tangan (tangan berkeringat di dalamnya), air dan hidrokarbon ada di permukaan kertas. Hidrogen terionisasi adalah sumber proton kami yang tak ternilai. Diperiksa: jika Anda menghilangkan polusi, maka tidak akan ada proton.

	Pembentukan plasma dengan alas, yaitu ionisasi bagian depan target. Sebagai target, biasanya digunakan foil dengan ketebalan 0,4-12 mikron.
	Di sini, bagian utama dari pulsa berinteraksi dengan plasma yang dibuat dan memanaskannya. Beberapa elektron memanas dengan sangat baik sehingga mereka terbang keluar dari belakang target.
	Ketika cukup banyak elektron terbang keluar, muatan positif yang tersisa dalam foil menariknya kembali. Dalam plasma, mereka kembali memanas dan terbang keluar. Untuk sementara, keseimbangan dinamis terbentuk. Medan listrik diarahkan tegak lurus ke target
	Medan listrik ini melepaskan proton dan ion lain (tergantung pada apa yang ada di sana) dari permukaan belakang target, dan kemudian mempercepatnya. Pada saat ion-ion telah berakselerasi, awan elektron sudah hancur berantakan, dan semua partikel mulai terbang lebih jauh bersama. Dan kemudian kita mulai percaya bahwa mereka tidak berinteraksi lagi.

Bagilah dan taklukkan

Saat ini, posisinya adalah ini: laser belum bersinar untuk waktu yang lama, ada lubang di foil, proton dengan elektron ramah terbang dari target normal ke permukaan belakangnya. Kami sama sekali tidak membutuhkan elektron, itu sebabnya magnet datang membantu kami. Ketika seberkas partikel bermuatan terbang melalui medan magnet, gaya Lorentz dari masing-masing partikel dibelokkan sesuai dengan kecepatan dan muatannya. Dengan demikian, proton dan elektron akan menyimpang ke arah yang berbeda, dan kita tidak akan melihat ke arah elektron. Omong-omong, semakin besar energi proton (yaitu, kecepatannya), semakin sedikit ia akan menyimpang. Ini berarti bahwa dengan menempatkan layar yang sensitif terhadap proton, kita dapat melihat energi dari proton yang dipercepat. Beberapa perbandingan lagi dalam jumlah: magnet yang berdiri bersama kita secara permanen dan menciptakan bidang sekitar 0,75 T; dalam perangkat MRI, medan magnet 1,5 - 3 T.

Selain itu, kita dapat melihat profil seberkas proton terbang. Ngomong-ngomong, itu bulat. Dan jika kita juga dapat mengukur energi proton di setiap bagian balok, kita dapat secara unik mengembalikan bentuk awan elektron, yang mempercepat proton kita.

Alih-alih sebuah kesimpulan

Sebuah pertanyaan yang adil mungkin muncul, mengapa semua ini diperlukan. Jawaban favorit saya adalah seperti itu.Ini adalah ilmu yang fundamental, dan mencoba menemukan aplikasi sesaatnya tidak ada gunanya. Mungkin dalam beberapa tahun ini akan menemukan penerapannya dalam pengobatan kanker atau fusi termonuklir, tetapi untuk sekarang tugas utamanya adalah mempelajari sesuatu yang baru tentang dunia di sekitar kita, begitu saja, karena itu menarik.

Bagi mereka yang penasaran dengan laser itu sendiri dan perangkatnya

Seperti yang dijanjikan, di sini saya akan berbicara tentang laser, dengan bantuan yang saya lakukan sains. Saya sudah menyebutkan beberapa karakteristik laser kami, tetapi tidak berbicara tentang tingkat pengulangan pulsa. Ini sekitar 80 MHz. Frekuensi ini hanya ditentukan oleh panjang resonator dan kebalikan dari waktu selama cahaya berhasil terbang bolak-balik melintasi resonator. Ke depan, saya akan mengatakan bahwa tidak praktis untuk memperkuat pulsa pada frekuensi seperti itu, sangat sulit dari sudut pandang teknik, dan Anda tidak dapat menghemat listrik.

Saya tidak akan masuk ke teori laser khususnya. Dasar-dasar dari mana radiasi laser berasal dengan sempurna dituangkan dalam artikel Wikipedia tentang emisi terstimulasi. Jika Anda mencoba menjadi sangat singkat, maka tiga komponen diperlukan untuk radiasi laser: media aktif (foton juga terbang keluar), pemompaan (ini mempertahankan media aktif dalam keadaan di mana ada lebih banyak atom tereksitasi yang dapat memancarkan), dan juga resonator ( ini memastikan bahwa foton saling menyalin satu sama lain selama beberapa lintasan melalui media aktif). Jika Anda menggabungkan semua komponen dan berdoa, laser akan mulai bersinar, tetapi terus menerus. Jika Anda mencoba lagi, Anda dapat membuatnya menghasilkan pulsa, termasuk yang sesingkat pada instalasi saya. Untuk yang paling penasaran,Metode menghasilkan pulsa femtosecond disebut penguncian mode pasif. Dan sekarang fitur kecil dari pulsa yang sangat pendek. Sering diyakini bahwa laser bersinar pada panjang gelombang yang sama, dan dalam mode kontinu, serta pada pulsa panjang, ini bahkan dapat disebut benar. Bahkan, karena sejumlah proses fisik yang kompleks, yang tentunya tidak akan kita bahas di sini, bentuk temporal dari nadi dan spektrumnya dihubungkan oleh transformasi Fourier. Artinya, semakin pendek nadi, semakin luas spektrumnya.bentuk temporal dari nadi dan spektrumnya dihubungkan oleh transformasi Fourier. Artinya, semakin pendek nadi, semakin luas spektrumnya.bentuk temporal dari nadi dan spektrumnya dihubungkan oleh transformasi Fourier. Artinya, semakin pendek nadi, semakin luas spektrumnya.

Misalkan kita meluncurkan master osilator, tetapi energi dari nadinya adalah beberapa nJ. Ingat, pada awalnya saya mengatakan bahwa energi dalam pulsa yang mencapai target adalah sekitar 2 J? Jadi, ini satu miliar kali lebih banyak. Ini berarti bahwa momentum perlu diperkuat, dan kami akan membicarakan hal ini secara lebih rinci.

Pulsa pendek umumnya ditandai oleh kekuatan puncak yang sangat besar (ingat, bagikan energi berdasarkan waktu?), Dan ini memiliki sejumlah komplikasi. Jika media diterangi dengan radiasi dengan intensitas tinggi (daya per unit area), maka ia akan terbakar, dan jika media aktif dibakar, maka tidak ada yang akan diperkuat. Itu sebabnya kami memilih tingkat pengulangan 10 Hz dan hanya memperkuat mereka. Karena ada banyak peralatan dan semuanya bekerja pada frekuensi seperti itu, kami memiliki kotak khusus yang mendistribusikan 10 Hz ini ke semua setrika, dan untuk setiap perangkat Anda dapat memilih penundaan dalam menerima sinyal dengan akurasi beberapa picoseconds.

Ada dua cara untuk menghadapi intensitas tinggi. Karena Anda dapat dengan mudah menebak dari definisinya, Anda perlu menambah area atau mengurangi daya. Dengan yang pertama, semuanya sangat jelas, tetapi metode kedua adalah terobosan dalam teknologi laser pada abad kedua puluh. Jika impuls awalnya sangat pendek, dapat diregangkan, diperkuat, dan kemudian dikompresi lagi.

Untuk memahami cara melakukan ini, kita beralih ke dasar-dasar optik. Untuk panjang gelombang yang berbeda, indeks bias dalam medium berbeda, yang berarti (dengan definisi indeks bias, dengan cara) bahwa dengan peningkatan indeks bias kecepatan propagasi cahaya dalam medium menurun. Maka kami meluncurkan impuls kami pada hari Rabu, dan bagian merahnya melewati materi lebih cepat daripada yang biru, yaitu impuls menjadi lebih lama, dan kekuatan puncaknya turun. Hore, sekarang tidak ada yang terbakar! Untuk pengetahuan yang lebih dalam di bidang ini, saya sarankan googling dan membaca tentang amplifikasi pulsa kicau (alias Kicau Pulsa Amplifikasi atau BPA).

Yang tersisa untuk kita lakukan adalah meningkatkan momentum, menekan, fokus, dan mengirimkannya untuk membuat lubang di kertas!

Dan sekarang beberapa gambar dengan caption.


. — , . , . — , . ,


. , , -.


, , . , , , . , . , , . , .


-. .


. , . ( 1000 ) . , .


, . — — . , : . . . ( ) , , , . - .


, 15 . , — . , -190 .


Ini adalah ruang terpisah di mana ada sumber daya memompa dari meja ketiga dan pompa vakum utama. Efisiensi outlet sistem begitu-begitu, sekitar 0,1 \%. Saya pernah mempertimbangkan bahwa daya listrik yang dikonsumsi adalah sekitar 160 kW. Ini adalah sekitar 960 kartu video yang dapat diaktifkan dan ditambang, ditambang, ditambang. Begitu banyak listrik yang dikonsumsi ketika diperkuat pada tingkat pengulangan 10 Hz. Jika kami mencoba memperbesar 80 MHz, maka konsumsi akan meningkat 8 juta kali.

Terima kasih atas perhatian anda!