Fyzika sa mení. Nový urýchľovač je 100-krát silnejší, pritom žerie zlomok energie
Americkí výskumníci vyvinuli nový typ magnetickej architektúry pre synchrotrónový urýchľovač, ktorý môže radikálne zmeniť spôsob generovania vysokoenergetických lúčov pri minimálnej spotrebe energie, informuje Interesting Engineering. Ide o prototyp komplexne zakriveného magnetického poľa s permanentnými magnetmi, ktoré umožňujú znížiť energetickú náročnosť zo súčasných 1,7 megawattu na len 0,3 megawattu pri zachovaní či dokonca zvýšení výkonu.
Zvládol to bez porúch
Základom inovácie je integrácia kvadrupólovej a dipólovej funkcie do jedného magnetického celku, čím sa dosahuje výrazné zníženie emitancie elektrónového zväzku. Nižšia emitancia znamená, že elektróny sú v lúči usporiadané kompaktnejšie, čo vedie k vyššej jasnosti generovaného röntgenového žiarenia. Práve to je kľúčové pre aplikácie v röntgenovej spektroskopii, difrakcii a zobrazovaní na atómovej úrovni.
Zariadenie NSLS-II s pracovnou energiou 3 GeV je jedným z najvýkonnejších synchrotrónov na svete, ktorý dodáva extrémne intenzívne lúče pre výskum štruktúry proteínov, materiálových rozhraní či chemických reakcií v batériách. Nový návrh magnetov, založený na konfigurácii Halbachovho valca, využíva permanentné magnety s optimalizovanou orientáciou magnetizácie, čo umožňuje plynulú integráciu ohýbania a zaostrovania lúča.
Praktickú realizáciu tohto návrhu umožnili presné inžinierske postupy vrátane obrábania tenkostenných vákuových komôr, strojového učenia pre optimalizáciu parametrov zväzku a vysokopresných magnetických meraní s pomocou vlastného systému cievok vyvinutého v spolupráci s Fermilabom.
Testovací model pracoval s elektrónovým lúčom s energiou 200 MeV, pričom ide o zmenšený variant plnohodnotného zariadenia. Napriek tomu dokázal reprodukovať očakávané magnetické efekty bez výskytu vyšších harmonických porúch, ktoré by mohli degradovať kvalitu lúča.
Prispela aj AI
Význam tohto vývoja presahuje rámec samotného NSLS-II. Úspora energie, eliminácia potreby chladenia a napájania magnetov a súčasné zvýšenie výkonu môžu byť rozhodujúce aj pre ďalšie generácie synchrotrónov a urýchľovačov, ktoré sa uplatňujú v základnom výskume, vývoji liekov či kvantovej technológii.
Výskumný tím zároveň preukázal, že pokročilé nástroje umelej inteligencie môžu významne prispieť k optimalizácii dizajnu urýchľovačov, predikcii magnetických polí a korekcii odchýlok. Tento prístup sa stal neoddeliteľnou súčasťou ich návrhu už počas kolaboratívneho výskumného projektu AI Jam Session pod záštitou DOE.
Vývoj prototypu trval šesť rokov a aktuálne sa pripravuje jeho inštalácia do existujúceho tunela NSLS-II. Ak sa potvrdí jeho stabilita a spoľahlivosť v reálnej prevádzke, bude nasledovať plnohodnotná modernizácia celej urýchľovacej sústavy. Táto technológia by mohla reprezentovať nový štandard pre výskum v 21. storočí.
91 km dlhý okruh
Nový okruh pre urýchľovač častíc v CERNe chystá aj Európa, pričom má dosiahnuť obvod až 91 km. Tento okruh by prechádzal cez francúzsko-švajčiarsku hranicu, nachádzal by sa v hĺbke 200 metrov, stavať by sa malo v dvoch etapách a funkčný by mal byť v roku 2040. Ako sme však vysvetľovali v samostatnom článku, projekt čelí kritike z viacerých dôvodov.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Ľudstvo objavuje „nový svet“. V hĺbke 2 000 metrov našli mimoriadne vzácny zdroj energie
Tajná zbraň prírody? Vedci objavili baktériu, ktorá požiera najväčšiu pliagu ľudstva
Záhadný signál s extrémnou silou nechal vedcov v nemom úžase. Pochádza z prekvapivého zdroja
Zemi hrozí nebezpečenstvo zo Slnka. Technológie môžu zlyhať v jedinom momente, raz sa to už stalo
Našli ich tam, kde to nikto nečakal. Zabudnutá planétka v našej Galaxii nesie známky života
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Odborník: Valorizácia dôchodkov bude nízka, penzisti si prilepšia len minimálne
Hypotéky zdraželi: Slováci však o pomoc až do 150 eur mesačne nemajú záujem
Snímky z vesmíru odhalili tajomstvo Rusov. Na okupovaných územiach Ukrajiny vznikajú pevnosti
Mýtus o neotrasiteľnom zdraví padá. Rakovina hrubého čreva sa šíri medzi športovcami, onkológ odhalil príčinu
Oblohu nad Slovenskom rozžiari krvavý supermesiac. Nenechaj si ujsť vesmírne divadlo desaťročia
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Našli ich tam, kde to nikto nečakal. Zabudnutá planétka v našej Galaxii nesie známky života
- Záhadný signál s extrémnou silou nechal vedcov v nemom úžase. Pochádza z prekvapivého zdroja
- Derú sa do popredia svetovej ekonomiky. Veľmoc našla nálezisko so 100 miliónov tonami ropy
- Nezastaví sa pred ničím. Nemci ukázali hybridný tank s protivzdušnou obranou, prispeli aj Slováci
- Slováci žili roky v klame. Režim Inkognito nie je vôbec neviditeľný, slúži hlavne na jednu vec
-
- Sankcie im zlomili väz. Rusko môže prísť o dôležitú zbraň, kľúčový výrobca je na pokraji bankrotu
- Derú sa do popredia svetovej ekonomiky. Veľmoc našla nálezisko so 100 miliónov tonami ropy
- Slováci žili roky v klame. Režim Inkognito nie je vôbec neviditeľný, slúži hlavne na jednu vec
- Giganti sa spojili, aby zachránili spaľováky. Dostanú technológie, aké čakáš len od elektromobilov
- Sú účinnejšie než radary. Česi našli zaujímavý spôsob, ako zastaviť cestných pirátov
-
- Sankcie im zlomili väz. Rusko môže prísť o dôležitú zbraň, kľúčový výrobca je na pokraji bankrotu
- Derú sa do popredia svetovej ekonomiky. Veľmoc našla nálezisko so 100 miliónov tonami ropy
- Európa čelí novej hrozbe. Večný spojenec Ruska uvažuje nad tým, čo bolo doteraz nemysliteľné
- Slováci žili roky v klame. Režim Inkognito nie je vôbec neviditeľný, slúži hlavne na jednu vec
- Giganti sa spojili, aby zachránili spaľováky. Dostanú technológie, aké čakáš len od elektromobilov
Ministerstvo vnútra spúšťa historickú novinku. Slováci prvýkrát odvolia s digitálnym dokladom
NBS vydala vážne varovanie: Slováci naleteli ďalšiemu podvodu, nepozornosťou prichádzajú o peniaze
Nemecký priemysel je v kŕči a čoraz viac prepúšťa. Najviac trpia automobilky, dôvody sú jasné
Slovenská vláda navrhla daň, ktorá nahnevala Trumpa. Ak ju schválime, dostaneme tvrdú odpoveď
Americká vláda kúpila 10 % Intelu. Ide o signál národnej bezpečnosti
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP