Næste generations acceleratorer får boost fra ny strålefysik

UNIST har taget et stort skridt i retning af at lægge det tekniske grundlag for udvikling af næste generation af højintensitetsacceleratorer ved at levere et nyt avanceret teoretisk værktøj til design og analyse af komplekse strålelinjer med stærk kobling.

Forskningsresultaterne opnået af professor Moses Chung fra Natural Science ved UNIST i samarbejde med Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) i USA og Helmholtz Center for Heavy Ion Research GmbH (GSI) i Tyskland blev offentliggjort i novemberudgaven af ​​den prestigefyldte tidsskrift, Fysisk gennemgangsbreve .

Acceleratorer er enheder, der accelererer bevægelsen af ​​partikler af atomstørrelse, såsom elektroner, protoner, og ioner til meget høje energier. De producerer hurtig stråling ved at accelerere atomer eller deres subatomare partikler, som rammer andre målatomer. Denne slående effekt af en accelerator er, derefter, bruges til at undersøge fysik handler om naturlov, herunder undersøgelse af nuklear struktur.

Næste generations højeffektacceleratorer, på den anden side, referer til acceleratorer for høje intensiteter og høje energier. Højintensive stråler, genereret af højeffektacceleratorer har ikke kun potentialet til at reducere halveringstiden for et radioaktivt stof, men kan også bruges til at fremstille de bedste kandidatmaterialer til fusionsreaktorer.

Højeffektacceleratorer får den energi, de har brug for, ved at accelerere partikler med samme ladning. Forøgelse af strålestrømmen resulterer i en frastødende kraft mellem ladede partikler, og dette har en stærk indflydelse på hele strålepartiklernes vej, som er kendt som "Space Charge Effect".

I 1959, to russiske fysikere kom med en teori ved hjælp af Space Charge Effect. Imidlertid, denne teori udelukkede fænomenerne, involverer den vertikale og horisontale bevægelse af partikelinkorporering. Dette har gjort det endnu sværere at designe og udvikle en ny type højeffektacceleratorer.

I undersøgelsen, Professor Chung og hans team foreslog en ny strålefysikteori, omhandler den vertikale og horisontale bevægelse af partikelinkorporering.

Forskerholdet rapporterede den fulde generalisering af KV-modellen ved at inkludere alle de lineære (både ekstern og rumladning) koblingskræfter, stråleenergi variationer, og vilkårlig emissionspartition, som alle udgør væsentlige elementer for fase-rum-manipulationer.

"Denne teori giver vigtige nye teoretiske værktøjer til detaljeret design og analyse af højintensitetsstrålemanipulationer, hvor tidligere teoretiske modeller ikke er let anvendelige, " Professor Chung siger. "Udviklingen af ​​næste generations højeffektacceleratorer kan i høj grad bidrage til forskningen i fusionsreaktormaterialer, håndtering af nukleart affald, undersøgelsen af ​​universets oprindelse, samt optimering af ydeevnen af ​​eksisterende acceleratorer.