Een gecombineerd team van onderzoekers van de Universiteit van Ottawa en de National Research Council Canada heeft een nieuwe manier ontwikkeld om snelle sterke magnetische velden te genereren met behulp van laserpulsen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de onderzoekers beschrijven hun nieuwe techniek en de manieren waarop deze kan worden gebruikt.

In de afgelopen jaren, magnetische velden zijn belangrijker geworden in verschillende onderzoeksgebieden, inclusief medicijnen. Maar een middel om snel sterke magnetische velden op te wekken bleef achter. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een manier gevonden om problemen te overwinnen die verband houden met eerdere pogingen om het genereren van magnetische velden te versnellen.

Het nieuwe werk bouwt voort op eerdere pogingen om lasers te gebruiken om het proces te versnellen - deze experimenten zijn meestal gebruikt om elektronen in plasma rond een lus te duwen, maar dergelijke apparaten vereisen zeer sterke lasers die slechts op enkele onderzoekslocaties beschikbaar zijn. Ook, bij eerdere pogingen om lasers te gebruiken, onderzoekers hebben hun lasers gericht als een optische vortex in een gas. De onderzoekers met deze nieuwe poging stellen in plaats daarvan een azimutale vectorlaserstraal voor. In een dergelijk systeem, de elektrische veldlijnen moeten de vorm aannemen van cirkels rond een centrale bundelas. Het systeem is het meest intens in het ringvormige deel van de regio. Dat zou het mogelijk moeten maken om een ​​elektron rond de ring te sturen, genereren van een magnetisch veld in de richting van de bundel. Het idee van de onderzoekers introduceert ook een tweede laser met een frequentie die is afgestemd op tweemaal die van de eerste straal. Dit verandert de timing van het proces, waardoor elektronen kunnen bewegen wanneer het veld op zijn hoogtepunt is.

Simulaties van hun idee toonden aan dat als een hoofdlaserpuls van 11,3 microjoule werd gebruikt en een puls met verdubbelde frequentie van 1,9 microjoule werd toegevoegd als de tweede laser, het systeem zou in staat zijn om een ​​veld van 8 Tesla in slechts 50 femtoseconden aan te zetten. Zo'n opstelling, de onderzoekers merken op, kan worden gebruikt in typische laboratoriumomgevingen, hoewel ze opmerken dat het waarschijnlijk magnetische monsters die worden bestudeerd, zou vernietigen. Ze suggereren dat deze problemen kunnen worden verminderd door monsters verder van het magnetische veld af te plaatsen. Ze suggereren verder dat apparaten die volgens hun ideeën zijn gebouwd, kunnen worden gebruikt voor opto-elektronica die snelle schakelaars vereist.

© 2020 Wetenschap X Netwerk