أخبار علمية مترجمة

ليزر للتسخين – ضوء ليزر جديد يطلق إلكترونات تصل حرارتها لبلايين الدرجات

ليزر للتسخين – ضوء ليزر جديد يطلق إلكترونات تصل حرارتها لبلايين الدرجات

Laser heating — new light cast on electrons heated to several billion degrees

اعلانات جوجل

فئة جديدة من الليزرات ذات الطاقة العالية يمكنها ان تعجيل الجسيمات مثل الإلكترونات والأيونات بنبضات ليزر قصيرة وعالية الشدة. هذا الاكتشاف قد جذب الباحثين حول العالم، للعمل على تفاصيل عملية التعجيل التي تحدث عندما يصطدم شعاع الليزر على شريحة معدنية لتعجل الأيونات من الطبقة الخلفية للشريحة بطاقات عالية. الإلكترونات في الشريحة ترتفع درجة حرارتها بواسطة نبضة الليزر، وبالتالي تكتسب طاقة. هذه الإلكترونات تعطي جزء من طاقتها للأيونات، وبالتالي يمكننا القول ان طاقة الليزر تحولت إلى طاقة الأيونات. فيزيائيون في مركز Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) طوروا نموذج نظري جديد للتوقع بكثافة ودرجة حرارة هذه الإلكترونات الساخنة الذي يتفوق على النماذج الموجودة في دقة وصف النتائج العملية والمحاكاة.

معجل الجسيمات هنا هو عبارة عن نبضات قصيرة ومرتفعة الشدة من الضوء وهي تقنية حديثة تقدم الكثير من المزايا عن تقنيات التعجيل التقليدية: المسافة المطلوبة للتعجيل اقل بكثير والتكلفة اقل بكثير أيضا. أهمية معجل الأيونات الجديد سوف يتم الكشف عنها بعد انتهاء عملية بناء أنظمة الليزر والتي جاري العمل عليها الآن في المستشفى الجامعي في Dresden لأبحاث السرطان والعلاج. وسوف تستخدم بالاشتراك مع HZDR. لاول مرة سوف يستخدم ليزر طاقة عالية بالإضافة إلى المعجل الأيوني التقليدي في العلاج الإشعاعي للأورام السرطانية.

أشعة ليزر عالية الطاقة مثل ليزر DRACO في HZDR يبلغ حوالي 10 الى 100 مرة شدة الأجهزة السابقة. لجيل الليزر الجديد وجدت النتائج العملية مختلفة عن التوقعات النظرية. الفيزيائي Thomas Kluge في قسم تعجيل الجسيمات بالليزر في HZDR مع زملائه طوروا نموذج رياضي جديد لتفاعل الليزر مع الالكترون. الإلكترونات الساخنة تقوم بعمل الوسيط في معجل الأيون بالليزر من خلال تحويل الطاقة من الليزر الى الايونات. وبالتالي فان معلومات دقيقة على طاقة الإلكترونات الساخنة يعتبر أمرا في غاية الأهمية لمستقبل الليزر المستخدم في مؤسسات علاج السرطان بواسطة الليزر.

النماذج النظرية الموجودة حاليا لم تكن قادرة على توقع خواص الإلكترونات الساخنة بالأخص عند شدة عالية جدا – مثل الإلكترونات المتولدة بواسطة ليزر الطاقة العالية DRACO وليرز PENELOPE والذي هو حاليا تحت البناء في HZDR. باحثون في Dresden طوروا معادلة تسمح بحساب دقيق لطاقة الالكترون الساخن بالأخذ بعين الاعتبار توزيع الإلكترونات المعجلة بالليزر كذلك حركتها الديناميكية طبقا للنظرية النسبية الخاصة.

اعلانات جوجل

هذه النتائج نشرت في المجلة العلمية Physical Review Letters ويجري تطبيق النموذج الجديد على معجلات أخرى بواسطة باحثون في Dresden لكي يسمح في المستقبل باستخدام معجلات الليزر للتطبيقات الطبية.

المصدر:

http://www.physorg.com/news/2011-11-laser-electrons-billion-degrees.html

اعلانات جوجل

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى