Laser-Plasmabeschleuniger ohne Limits

HZDR-Physiker stellen Konzept für laserbasierte Elektronenbeschleuniger vor – Rekord auch am Lawrence Berkeley National Laboratory und dem Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY

Sie sind klein, günstig und die heimliche Hoffnung der Teilchenphysiker: Laser-Plasmabeschleuniger. Doch ihre erreichbare Maximalenergie pro Beschleunigungsstufe ist limitiert. Bis jetzt zumindest. Denn eine Forschergruppe um Alexander Debus vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) hat ein Konzept auf Grundlage theoretischer Überlegungen und großskaliger Simulationen entwickelt, mit dem die Grenzen fallen dürften. Kompakte Teilchenbeschleuniger für Forschung, Medizin und Industrie rücken damit in greifbare Nähe. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler unter dem Titel “Circumventing the Dephasing and Depletion Limits of Laser-Wakefield Acceleration” open access im Fachmagazin Physical Review X (DOI: 10.1103/PhysRevX.9.031044) veröffentlicht. (Abbildung: Neues Konzept für die Laser-Teilchenbeschleunigung: Anstatt mit einem Laser in Längsachse durch das Plasma zu schießen, ermöglichen zwei getrennte, seitlich eingebrachte Laser höhere Teilchenenergien sowie beispiellose Kontrolle über den Beschleunigungsprozess im Plasma – Grafik © HZDR / A. Debus) weiterlesen…