Dream Beam: ein neuer Teilchenbeschleuniger

Forscher des französischen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS) und des Zentrums für Atomenergie (CEA) produzierten anhand eines innovativen Beschleunigers, eines sogenannten „Plasma-Lasers“, zum ersten Mal einen monoenergetischen Elektronenstrahl.

Seit mehreren Jahren arbeiten die zwei Teams an der Einstellung dieses neuen Beschleunigers, der im kompletten technologischen Gegensatz zu den klassischen Beschleunigern steht. Heute nun ist der Elektronenstrahl qualitativ so hochwertig, dass die Zeitschrift Nature dieser Innovation ihre erste Seite unter dem Titel „Dream Beam“ widmet.

Der „Plasma-Laser“ besteht aus der Fokussierung eines sehr kurzen Laserimpulses (kürzer als 30 Femtosekunden, entspricht einer Lichtscheibe von einigen Mikrometern) auf einen Gasstrahlstrom mit einer Länge von wenigen Millimetern. Diese konzentrierte Energie wandelt das Gas unmittelbar in ein Plasma um. Innerhalb des Plasmas entstehen durch die Reizung des Lasers elektrische Felder, die 10.000 mal stärker als in konventionellen Beschleunigern sind und beschleunigen die Elektronen über eine sehr kurze Distanz. Während der ersten Experimente konnten die Elektronen nur beschleunigt werden. Heute kontrollieren die Physiker die Extraktion der Elektronen und können einen Strahl von hoher Qualität, starker Intensität, ultrakurzer Dauer und einer bestimmten Energie von einigen MeV produzieren.

Dieses Gerät eröffnet große wissenschaftliche Perspektiven:

  • Es kann bereits für Materialien mit guter räumlicher und zeitlicher Auflösung benutzt werden, mit Anwendungen auf den Gebieten der Physik, Chemie und Medizin.
  • Es entspricht einem ersten Schritt auf dem Weg zum Bruch mit den herkömmlichen technologischen Methoden, der den Physikern eine extrem kompakte Möglichkeit für die Beschleunigung von Partikeln liefern könnte.

Die Forschung wurde durch die EU im Rahmen des CARE Programmes gefördert.

Kontakt:

Victor Malka
Laboratoire d’optique appliquée ENSTA-CNRS
Email: Victor.Malka@ensta.fr
Tel. +33 1 69 31 99 03

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Jérôme Rougnon-Glasson Wissenschaft-Frankreich

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