Scientists produce shortest electro

Scientists produce shortest electron bunches ever by surfing plasma waves
(Nanowerk News) The shortest electron bunches ever produced have emerged in research by scientists at the University of Strathclyde.
The bunches were produced by focusing a high-power laser pulse into a supersonic helium gas jet. These ‘bullets’ of charged particles have a length that is one 300th of the breadth of a hair and travel at a speed close to that of light. They are also 10 times shorter than those produced from conventional accelerators.
The Strathclyde research group is leading efforts to take advantage of plasma, the ubiquitous medium that makes up most of the universe, to make the significant scientific breakthrough. The work is part of the ALPHA-X (Advanced Laser-based Accelerators towards X-rays) project, led by Professor Dino Jaroszynski of Strathclyde’s Department of Physics, which aims to create the first table-top attosecond coherent X-ray source.
The study has been published in the New Journal of Physics ("Near-threshold electron injection in the laser–plasma wakefield accelerator leading to femtosecond bunches").
Professor Jaroszynski said: “Plasma is completely broken down matter, which is separated into positively charged ions and very light and mobile electrons that respond easily to laser fields.
“This new research builds on the earlier pioneering results of the ALPHA-X project, in which laser-driven plasma waves are used to accelerate electrons to high energies, much in the same way as a surfer gains momentum from a sea wave and eventually out-surfs the wave.
“It has taken 10 years from the initial ALPHA-X publication of what have become known as the “Dream Beam” papers in Nature to produce and measure these ultra-short electron bunches.”
One of the challenges faced by Professor Jaroszynski and his team was to measure the duration of the very brief electron bunches from the laser wakefield accelerator. By passing the electron bunch through an ultra-thin aluminium foil, and measuring the spectrum of the light emitted from the foil as the electrons pass through it, they established that the electron bunch duration was much shorter than initially expected. The light emitted from the foil is known as Coherent Transition Radiation (CTR), which is emitted when electrons in the foil are “kicked” by the electrostatic field of the electron bunch as they pass by.
To solve the conundrum of why the electron bunches are so short, the researchers developed a new theory that explains why plasma electrons are only briefly injected into the accelerator. They showed that the electron streams crossing at the back of the accelerator ‘bubble’ cause a charge build-up in that region, which bumps electrons into the accelerator, in the same way that a group of skiers might suddenly find snow moguls growing in height for a brief period, diverting some skiers bunched together while the others are able to go through.
Professor Jaroszynski said: “The interaction of intense laser pulses with matter is giving rise to opportunities to investigate new physics and to develop highly compact accelerators and X-ray sources.
“The newly-published results are important for developing a new generation of compact attosecond X-ray sources which would be extremely useful for scientists and industrialists probing the structure of matter on timescales of the vibration of molecules and electron motion in atoms and molecules. This new tool for research could have a significant impact on science.”
Source: University of Strathclyde


Read more: Scientists produce shortest electron bunches ever by surfing plasma waves

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

นักวิทยาศาสตร์ผลิตอิเล็กตรอนสั้นช่อเคย โดยท่องคลื่นพลาสม่า(ข่าว Nanowerk) อิเล็กตรอนสั้นช่อเคยผลิตได้เกิดงานวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยธไคลด์ช่อผลิต โดยเน้นพัลส์เลเซอร์กำลังแรงสูงเป็นก๊าซฮีเลียมเหนือเจ็ท เหล่านี้ 'สัญลักษณ์' ของ charged อนุภาคมีความยาวที่เป็น 300th หนึ่งของขอบผมและเดินทางที่ความเร็วกับที่ของแสง พวกเขาจะยังสั้น 10 ครั้งกว่าผู้ผลิตทั่วไปช่วยกลุ่มวิจัยธไคลด์เป็นผู้นำพยายามใช้พลาสม่า สื่อแพร่หลายที่สุดของจักรวาล ต้องการความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ การทำงานเป็นส่วนหนึ่งของโครงการอัลฟา-X (เครื่องพิมพ์แบบเลเซอร์ขั้นสูงช่วยต่อรังสีเอกซ์) นำ โดยศาสตราจารย์ Jaroszynski ไดโนของธไคลด์ของภาควิชาฟิสิกส์ ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างโรงแหล่งแรก attosecond-โต๊ะ coherent เอ็กซ์เรย์การศึกษาการเผยแพร่ในใหม่สมุดรายวันของฟิสิกส์ ("ใกล้ขีดจำกัดอิเล็กตรอนฉีดในเวคไฟล์เลเซอร์พลาสมาที่เร่งนำ femtosecond ช่อ")ศาสตราจารย์ Jaroszynski กล่าวว่า: "พลาสม่าจะสมบูรณ์แบ่งเรื่อง แบ่งออกเป็นบวกอ่อน ๆ และอิเล็กตรอนมากแสง และเคลื่อนที่ตอบสนองได้เลเซอร์ฟิลด์"งานวิจัยใหม่นี้สร้างผลก่อนหน้านี้บุกเบิกโครงการ ALPHA X ซึ่งใช้คลื่นขับเลเซอร์พลาสม่าการเร่งอิเล็กตรอนให้พลังงานสูง มากแบบเดียวกับคลื่นรับโมเมนตัมจากคลื่นทะเล และในที่สุดเข้า surfs คลื่น"มันมีมา 10 ปีจากประกาศ ALPHA X เริ่มต้นของอะไรได้รู้จักกันในนามเอกสาร"ดรีมคาน"ในลักษณะการผลิต และวัดเหล่านี้สั้นพิเศษช่ออิเล็กตรอน"หนึ่งในความท้าทายที่เผชิญ โดยศาสตราจารย์ Jaroszynski และทีมงานของเขาเป็นการวัดระยะเวลาของอิเล็กตรอนสั้น ๆ ช่อจากเลเซอร์เร่งเวคไฟล์ โดยช่วยพวงอิเล็กตรอนผ่านเป็นฟอยล์อะลูมิเนียมบาง และวัดสเปกตรัมของแสงที่เปล่งออกมาจากเปลวเป็นอิเล็กตรอนผ่านมัน พวกเขาก่อตั้งขึ้นที่อิเล็กตรอนกลุ่มระยะเวลาสั้นกว่าที่คาดไว้ตอนแรก แสงที่เปล่งออกมาจากฟอยล์มีชื่อเสียงเป็น Coherent เปลี่ยนรังสี (จักร), ซึ่งออกมาเมื่ออิเล็กตรอนในฟอยล์ถูก "เตะ" ตามสถิตของกลุ่มอิเล็กตรอน พวกเขาผ่านแก้ conundrum ของทำไมอิเล็กตรอนช่อจะสั้นดังนั้น นักวิจัยพัฒนาทฤษฎีใหม่ที่อธิบายทำไมพลาสมาอิเล็กตรอนจะสั้น ๆ เพียงฉีดเข้าไปในตัวเร่ง พวกเขาพบว่า กระแสอิเล็กตรอนข้ามทางสาเหตุ 'ฟอง' เร่งสร้างค่าในภูมิภาคนั้น ซึ่ง bumps อิเล็กตรอนเป็นตัวเร่ง แบบเดียวกับที่กลุ่มเล่นสกีก็พบหิมะขายเติบโตสูงในระยะเวลาสั้น ๆ โอนเล่นสกีบางตูดอยู่จะผ่านไปศาสตราจารย์ Jaroszynski กล่าวว่า: "การโต้ตอบของพัลส์เลเซอร์ที่รุนแรงกับเรื่องจะให้เพิ่มขึ้นโอกาส การตรวจสอบฟิสิกส์ใหม่ และช่วยกระชับสูงและแหล่งเอกซเรย์"ผลการเผยแพร่ใหม่ได้สิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนารุ่นใหม่ขนาดกะทัดรัด attosecond แหล่งเอ็กซ์เรย์ซึ่งจะมีประโยชน์อย่างมากสำหรับนักวิทยาศาสตร์และนักโดยอาศัยโครงสร้างของสสารใน timescales ของการสั่นสะเทือนของโมเลกุลและการเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนในอะตอมและโมเลกุล เครื่องมือใหม่สำหรับการวิจัยอาจมีผลกระทบสำคัญในวิทยาศาสตร์"ที่มา: มหาวิทยาลัยธไคลด์อ่านเพิ่มเติม: นักวิทยาศาสตร์ผลิตอิเล็กตรอนสั้นช่อเคย โดยท่องคลื่นพลาสม่า

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

นักวิทยาศาสตร์ผลิตอิเล็กตรอนที่สั้นที่สุด bunches เคยท่องคลื่นพลาสม่า
(Nanowerk ข่าว) อิเล็กตรอนที่สั้นที่สุดที่อัดแน่นเท่าที่เคยผลิตได้เกิดในการวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์ที่ University of Strathclyde.
ที่อัดแน่นถูกผลิตโดยมุ่งเน้นไปที่พลังงานสูงเลเซอร์เป็นฮีเลียมเหนือแก็ดเจ็ต . เหล่านี้กระสุนของอนุภาคมีประจุที่มีความยาวเป็นหนึ่งใน 300 ของความกว้างของเส้นผมและการเดินทางที่ความเร็วใกล้เคียงกับแสง พวกเขายังมี 10 ครั้งน้อยกว่าที่ผลิตจากเครื่องเร่งอนุภาคธรรมดา.
กลุ่มงานวิจัย Strathclyde เป็นความพยายามที่นำไปสู่การใช้ประโยชน์จากพลาสม่าขนาดกลางที่แพร่หลายที่ทำให้ส่วนใหญ่ของจักรวาลที่จะทำให้ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์อย่างมีนัยสำคัญ การทำงานเป็นส่วนหนึ่งของ ALPHA-X (ขั้นสูงเลเซอร์ที่ใช้เร่งต่อรังสีเอกซ์) โครงการนำโดยศาสตราจารย์ Dino Jaroszynski of Strathclyde ของภาควิชาฟิสิกส์ซึ่งมีจุดมุ่งหมายในการสร้างครั้งแรกบนโต๊ะ attosecond กันแหล่งที่มาเอ็กซ์เรย์.
. การศึกษาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารใหม่ฟิสิกส์ ("ฉีดอิเล็กตรอนใกล้เกณฑ์ในเลเซอร์พลาสม่าเร่งเวกนำไปสู่การที่อัดแน่น femtosecond")
ศาสตราจารย์ Jaroszynski กล่าวว่า "พลาสม่าเสียลงอย่างสมบูรณ์เรื่องซึ่งแบ่งออกเป็นไอออนประจุบวก และอิเล็กตรอนมากแสงและโทรศัพท์มือถือที่ตอบสนองได้อย่างง่ายดายเพื่อทุ่งเลเซอร์.
"งานวิจัยใหม่นี้สร้างขึ้นบนก่อนหน้านี้ผลการสำรวจของโครงการ ALPHA-X ซึ่งเลเซอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยคลื่นพลาสม่าที่ใช้ในการเร่งอิเล็กตรอนพลังงานสูงมากเหมือนกัน วิธีที่เป็นนักท่องโมเมนตัมกำไรจากคลื่นทะเลและในที่สุดก็ออก surfs คลื่น.
"จะได้เอา 10 ปีจากสิ่งพิมพ์ ALPHA-X เริ่มต้นของสิ่งที่ได้กลายเป็นที่รู้จักในฐานะ" ดรีมบีม "เอกสารในธรรมชาติในการผลิตและวัดเหล่านี้ ที่อัดแน่นอิเล็กตรอนสั้นพิเศษ.
"หนึ่งในความท้าทายที่ต้องเผชิญกับศาสตราจารย์Jaroszynski และทีมงานของเขาคือการวัดระยะเวลาที่สั้นมากอัดแน่นอิเล็กตรอนจากคันเร่งเลเซอร์เวกที่ โดยผ่านเครืออิเล็กตรอนผ่านอลูมิเนียมบางเฉียบและการวัดสเปกตรัมของแสงที่ปล่อยออกมาจากฟอยล์เป็นอิเล็กตรอนผ่านไปพวกเขายอมรับว่าในช่วงระยะเวลาพวงอิเล็กตรอนเป็นมากน้อยกว่าที่คาดไว้ในตอนแรก แสงที่ปล่อยออกมาจากฟอยล์เป็นที่รู้จักกันเชื่อมโยงกันการเปลี่ยนผ่านการฉายรังสี (CTR) ซึ่งถูกปล่อยออกมาเมื่ออิเล็กตรอนในฟอยล์ที่มีการ "เตะ" โดยสนามไฟฟ้าสถิตของเครืออิเล็กตรอนที่พวกเขาผ่าน.
เพื่อแก้ปริศนาว่าทำไมอัดแน่นอิเล็กตรอน จะสั้นเพื่อให้นักวิจัยได้พัฒนาทฤษฎีใหม่ที่อธิบายว่าทำไมอิเล็กตรอนพลาสม่าจะฉีดเพียงสั้น ๆ ลงในคันเร่ง พวกเขาแสดงให้เห็นว่าอิเล็กตรอนลำธารข้ามที่ด้านหลังของตัวเร่ง 'ฟอง' ก่อให้เกิดค่าใช้จ่ายที่สร้างขึ้นในพื้นที่ที่ซึ่งกระแทกอิเล็กตรอนเข้าไปเร่งในลักษณะเดียวกับที่กลุ่มของนักเล่นสกีจู่ ๆ ก็อาจพบ moguls หิมะที่กำลังเติบโตสูง เป็นระยะเวลาสั้น ๆ ที่ชักจูงนักสกีบางพัวร่วมกันในขณะที่คนอื่น ๆ สามารถที่จะผ่านไป.
ศาสตราจารย์ Jaroszynski กล่าวว่า "การทำงานร่วมกันของพัลส์เลเซอร์รุนแรงกับเรื่องจะก่อให้เกิดโอกาสในการที่จะตรวจสอบฟิสิกส์ใหม่และการพัฒนาตัวเร่งที่มีขนาดกะทัดรัดสูงและ X- แหล่งที่มาของเรย์.
"ผลที่เพิ่งตีพิมพ์ที่มีความสำคัญในการพัฒนาคนรุ่นใหม่ของ attosecond ขนาดกะทัดรัดแหล่งที่มาเอ็กซ์เรย์ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับนักวิทยาศาสตร์และนักอุตสาหกรรมละเอียดโครงสร้างของเรื่องที่เกี่ยวกับระยะเวลาของการสั่นสะเทือนของโมเลกุลและการเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนในอะตอมและ โมเลกุล เครื่องมือใหม่สำหรับการวิจัยอาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ ".
ที่มา: University of Strathclyde อ่านเพิ่มเติม: นักวิทยาศาสตร์ผลิตอิเล็กตรอนที่สั้นที่สุดที่เคย bunches โดยการท่องคลื่นพลาสม่า

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นักวิทยาศาสตร์ผลิตสั้นอิเล็กตรอนโตเคยโดยการท่องคลื่นพลาสมา
( ข่าว nanowerk ) อิเล็กตรอนที่โตเคยผลิตได้เกิดในการวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย .
พวงถูกผลิตโดยเน้นรูปภาพเลเซอร์ชีพจรลงเหนือก๊าซฮีเลียมเจ็ทเหล่านี้ ' กระสุน ' ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้ามีความยาวที่เป็นหนึ่งใน 300 ของความกว้างของเส้นผม และเดินทางด้วยความเร็วใกล้เคียงกับแสง พวกเขายังเป็น 10 ครั้ง น้อยกว่าผู้ที่ผลิตจากเครื่องเร่งปกติ
Strathclyde กลุ่มงานวิจัยได้นำความพยายามที่จะใช้ประโยชน์จากพลาสม่า , แพร่หลายขนาดกลางที่ทำให้ขึ้นส่วนใหญ่ของเอกภพให้ก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ งานเป็นส่วนหนึ่งของ alpha-x ( เลเซอร์ขั้นสูงที่ใช้เร่งไปสู่ยุ ) โครงการ นำโดยอาจารย์ดีโน่ jaroszynski Strathclyde ของภาควิชาฟิสิกส์ ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างตารางแรกด้านบนตโตวินาทีติดต่อกัน แหล่งกำเนิดรังสี - x .
การศึกษาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารใหม่ของฟิสิกส์ ( " ใกล้เพดานฉีดอิเล็กตรอนในพลาสมาเลเซอร์–เวคฟิลเร่งนำเฟมโตพวง " ) .
อาจารย์ jaroszynski กล่าวว่า : " พลาสม่าจะหักลงก็ตาม ซึ่งจะแยกเป็น มีประจุบวกและไอออนแสงและอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ตอบสนองได้อย่างง่ายดาย ไป ด้าน เลเซอร์
" งานวิจัยใหม่นี้สร้างบนก่อนหน้านี้ ผู้บุกเบิก ผลลัพธ์ของโครงการ alpha-x ซึ่งในพลาสมาเลเซอร์ขับเคลื่อนคลื่นที่ใช้ในการเร่งอิเล็กตรอนพลังงานสูงมากในทางเดียวกันเป็นนักโต้คลื่นได้รับโมเมนตัมจากคลื่นทะเล และในที่สุดก็ออก
าคลื่น" มันมีมา 10 ปี จากการ alpha-x สิ่งพิมพ์ของสิ่งที่ได้กลายเป็นที่รู้จักกันเป็น " บีม " ฝันเอกสารในธรรมชาติเพื่อผลิตและมาตรการเหล่านี้สั้นเป็นพิเศษ อิเล็กตรอนพวง "
หนึ่งในความท้าทายที่เผชิญ โดย ศาสตราจารย์ jaroszynski และทีมงานของเขาเพื่อวัดระยะเวลาของมัด อิเล็กตรอนที่สั้นมากจากเลเซอร์ เวคฟิลเตอร์ .โดยการส่งผ่านอิเล็กตรอนพวงผ่านอลูมิเนียมฟอยล์บางเฉียบและการวัดสเปกตรัมของแสงที่ปล่อยออกมาจากฟอยล์เป็นอิเล็กตรอนผ่านได้ มันขึ้นว่าอิเล็กตรอนเป็นพวกระยะเวลาสั้นกว่าที่คาดไว้ในตอนแรก . แสงที่ปล่อยออกมาจากฟอยล์เรียกว่ารังสี ( จักร ) , การติดต่อกันที่ปล่อยออกมาเมื่ออิเล็กตรอนในฟอยล์ " เตะ " โดยสนามสถิตของอิเล็กตรอนพวงเป็นพวกเขาผ่าน โดยการแก้ปริศนา
ทำไมอิเล็กตรอนโตจะสั้นมาก นักวิจัยพัฒนาทฤษฎีใหม่ที่อธิบายว่าทำไมพลาสมาอิเล็กตรอนเพียงสั้น ๆ ฉีดเข้าไป คันเร่งพวกเขาพบว่าอิเล็กตรอนไหลข้ามที่ด้านหลังของเครื่องเร่งอนุภาค ' ฟองเพราะค่าใช้จ่ายสร้างขึ้นในภูมิภาคนี้ ซึ่งกระแทกอิเล็กตรอนในตัวเร่งในวิธีเดียวกับที่กลุ่มของนักสกีอาจจะเจอหิมะเลยนะ ปลูกในความสูงสำหรับระยะเวลาสั้น ๆ การโยกย้ายบาง skiers พัวกันในขณะที่คนอื่น ๆสามารถ ผ่าน jaroszynski .
อาจารย์กล่าวว่า" ปฏิกิริยาของพัลส์เลเซอร์เข้มข้นกับเรื่องให้สูงขึ้นเพื่อโอกาสที่จะศึกษาฟิสิกส์ใหม่และการพัฒนาเร่งสูงขนาดกะทัดรัดและแหล่งที่มาของรังสี x -
." ที่ตีพิมพ์ใหม่ ผลลัพธ์ที่สำคัญในการพัฒนารุ่นใหม่ของแหล่งรังสีเอกซ์ตโตวินาทีขนาดเล็กซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับนักวิทยาศาสตร์และนักอุตสาหกรรมพิสูจน์โครงสร้างของเรื่องที่ timescales ของการสั่นสะเทือนของโมเลกุลและอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในอะตอมและโมเลกุล นี้เป็นเครื่องมือใหม่สำหรับการวิจัยอาจมีผลกระทบ "
ที่มา : วิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัย Strathclyde


อ่านเพิ่มเติม : นักวิทยาศาสตร์ผลิตสั้นอิเล็กตรอนโตเคยโดยการท่องคลื่นพลาสมา