Японские ученые создали из графена мишень для лазерного ускорителя ионов. Атомарная толщина мишени позволила получать ионы с высокими энергиями, а благодаря прочности графена мишень не разрушалась под действием лазера. Разработка может лечь в основу компактных и эффективных ускорителей, применимых в науке, медицине и промышленности. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.
Ускорение ионов с помощью лазерного излучения актуально для использования в терапии рака, термоядерном синтезе и физических экспериментах. Обычно процесс ускорения проводится при облучении твердотельной мишени. Для получения ионов с большой энергией требуется тонкая мишень. Однако это затрудняется тем, что шумовые компоненты мощного импульса разрушают мишени еще до основного пика лазерного импульса. Для эффективного ускорения ионов интенсивным лазером необходимо использовать плазменные зеркала, удаляющие шумовые составляющие.
Ученые из Университета Осаки и их коллеги разработали мишень из подвешенного графена большой площади. Графен представляет собой самый тонкий и прочный двумерный материал, который может служить источником ионов. Прямое облучение мишени позволяет генерировать ионы высокой энергии без использования плазменного зеркала, что говорит о ее долговечности. Результаты исследования позволят разрабатывать компактные и эффективные лазерные ускорители ионов.
«Атомарно тонкий графен прозрачен, обладает высокой электро- и теплопроводностью, имеет малый вес и в то же время является самым прочным материалом, — объясняет соавтор исследования Вей-Йен Вун. — На сегодняшний день графен нашел множество применений, в том числе в области транспорта, медицины, электроники и энергетики. Мы продемонстрировали еще одно новаторское применение графена в области лазерного ускорения ионов».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
