Совсем недавно лазер BELLA, смонтированный в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (США), установил рекорд мощности импульсов, следующих друг за другом с частотой в один герц.

Каждую секунду установка выдавала по петаватту (10¹⁵ Вт) мощности в 40-фемтосекундных импульсах.

«Столь большая пиковая мощность обеспечивает доступ к новым областям применения лазеров — скажем, созданию компактных ускорителей частиц, — отметил сотрудник Лаборатории Уим Лиманс (Wim Leemans). — А высокая частота следования импульсов позволит нам многократно повторять эксперименты за короткое время».

Рис. 1. Лазер BELLA на этапе постройки (фото Roy Kaltschmidt, Lawrence Berkeley National Laboratory).

Говоря о компактных ускорителях, г-н Лиманс подразумевает программу LOASIS, по которой выполняются опыты по ускорению заряженных частиц в плазме. Используя лазерные импульсы, физики создают в плазме волны электронной плотности, «захватывающие» свободные электроны и разгоняющие их до очень высоких энергий на совсем небольших расстояниях.

Первые электронные пучки с энергией в 100 МэВ, подготовленные по такой методике, американцы получили в 2004-м, а гигаэлектронвольтовые пучки — в 2006-м. Вскоре после этого стартовало проектирование лазера BELLA.

Согласно плану, при использовании BELLA энергия электронов должна вырасти до 10 ГэВ. Это значение нельзя назвать даже близким к рекордным, зато вся установка — ускоритель и лазерная система — будет размещаться в двух смежных лабораториях.

Для создания 50-гигаэлектронвольтовых пучков по традиционной методике, к примеру, требовался линейный ускоритель длиной в три с лишним километра.

Эксперименты, в которых учёные попробуют достичь 10 ГэВ с помощью BELLA, начнутся этой осенью.