في حدثٍ مثيرٍ حقاً، حقق فيزيائيون في مختبر SLAC الوطني لتسريع الجسيمات في الولايات المتحدة إنجازاً تاريخياً! 💥 لقد تمكنوا من كسر الرقم القياسي لأقوى شعاع إلكتروني على الإطلاق، بضغط تيارٍ هائلٍ يُقدر بحوالي 100,000 أمبير في لحظة واحدة! ✨
تُعادل هذه الطاقة الخارقة قوة مجالٍ تزيد بنحو خمسة أضعاف عن سابقاتها! 🚀 تُمكن هذه القدرة المذهلة في مُسرّع FACET-II من دفع حدود التجارب العلمية، مما قد يُفضي لاكتشافاتٍ جديدةٍ في مجالاتٍ شتى، من فيزياء الفلك إلى علوم المواد! 🔬
بفضل تقنيةٍ جديدةٍ، تمكّن العلماء من توجيه سلاسل الإلكترونات الطويلة بمليمتراتٍ على طول مسارٍ مغناطيسيٍّ مُحدّد! 🎯 هذا التوجيه الدقيق ساهم في ضغط حزمة الإلكترونات إلى حدٍٍّ نهائيٍّ أسرع من أي وقت مضى، مما نتج عنه إنتاج أكثر من بيتافات من الطاقة في جزء من المليون مليار من الثانية! ⏱️
كان مُسرّعات الجسيمات أداةً أساسيةً للفيزيائيين لما يقرب من قرنٍ! 🕰️ فهي تستخدم حقولاً كهرومغناطيسية متذبذبةً لدفع الجسيمات المُشحونة إلى سرعاتٍ تقتربُ من سرعة الضوء! 🚀 و عندما تتغير اتجاهات الجسيمات، يُصدر حقلها الخاص فوتوناتٍ عالية الطاقة من الأشعة السينية، مُتيحةً لنا عرضاً بدقّةٍ عاليةٍ للمواد! 🔍
مع هذا الشعاع القوي، تفتح آفاقاً جديدةً في مجال الفيزياء! 🌠 فمع وجود جدارٍ آخر من الكهرومغناطيسية أمام هذا الشعاع، فإن الطاقة الناتجة من الاصطدامات ستُخرج مجموعةً متنوعةً من الجسيمات الجديدة اللامعة من رغوة الكم نفسها! 🤯
من أجل خلق المزيد من الضوء، أو الاصطدامات الأكثر قوةً، هناك حاجةٌ إلى المزيد من الطاقة! 💡 إما من خلال دفع الجسيمات إلى سرعاتٍ أكبر، أو من خلال ضمان إيصال كل طاقتها في فترةٍ زمنيةٍ أقصر! ⚡️
لكن، كيف يمكن ذلك؟ فيما يلي الطرق التي استخدمها العلماء في هذا التحدّي:
لقد تمكّن العلماء من إدارة الإلكترونات المُسرّعة بدقةٍ عالية باستخدام حاجزٍ مغناطيسيّ! 🧲 فقد أجبر هذا الحاجز الإلكترونات ذات الطاقة المنخفضة على اتباع مسارٍ أطول قليلًا، تمامًا كما يُجبر المنعطفات المُتعرّجة على حلبة سباق السيارات! 🏎️
و من خلال انحراف الجسيمات وفقًا لمستوى طاقتها، تمكّنوا من جمع سلسلة الإلكترونات لتصبح أكثر قوةً! ⚡️ ولكن هناك مشكلة واحدة! كل انحراف على المسار يُجبر الإلكترونات على فقدان طاقة ثمينة على شكل فوتون إشعاعي إكس عالي التردد!
لحل هذه المشكلة، أضاف العلماء مُذبذبًا مغناطيسيًا ثانيًا (undulator) في منتصف المنعطفات! ⚙️ مما دفع الإلكترونات ذهابًا وإيابًا بسرعة في اتجاه آخر. و في الوقت نفسه، تم إدخال وميضٍ ضوئيٍ من الليزر الياقوتي للتحكم في انتشار الإلكترونات! 💎
كل هذا التناسق أدّى إلى توزيع السلسلة أثناء تسريعها وضغطها مرارًا وتكرارًا، واستعادة جزء من الطاقة المفقودة، و اجبار عدد من الإلكترونات على التداخل داخل مساحةٍ صغيرةٍ جداً! 🔬
النتيجة النهائية: شعاعٌ قويٌّ من الإلكترونات يُشبه البرق! ⚡ وهذه التقنية تُمثل خطوةً كبيرةً في عالم فيزياء الجسيمات، ويمكن تحسينها في المستقبل، مما قد يسمح بحصر المزيد من الإلكترونات عالية السرعة في مساحة أصغر! 💥
تم نشر هذه النتائج المهمة في مجلة الفيزياء المعنية بالرسائل! 📄
اقرأ المزيد هنا
المصدر: المصدر