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
Objavili sme prekvapivý cyklus. Medzi Zemou a Marsom sa deje niečo mimoriadne zvláštne
Prežil by si tam aspoň 60 sekúnd? Vedec z Harvardu exkluzívne o exoplanétach a živote mimo Zeme
Z Antarktídy prichádzajú signály, ktoré popierajú fyziku. Vedci sú zmätení, chystajú detektor
Vedci našli v mori zbraň proti rakovine. Tento kuriózny živočích ukrýva látku, ktorú dlho hľadali
Vedci neverili vlastným očiam. CERN zachytil „ducha”. Nič podobné sa doteraz nepodarilo
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
35 kilometrov od slovenských hraníc zúri nebezpečné ochorenie. Dvaja ľudia mu už podľahli
Štefan Hríb: „Slovensko je v podobnej situácii ako v roku 1998. Nasledujúce voľby budú osudové“
Virálny liek na chudnutie „spôsobil ošiaľ“ aj na Slovensku. Na Tyršáku o ňom prehovoria 3 známe tváre
Bežná aktivita znižuje riziko demencie až o 40 percent. Funguje lepšie než chôdza, ukazuje nová štúdia
750 % nárast prípadov: Európa čelí novej epidémii, v januári s ňou bojovalo Česko
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Najlepšie hodnotený film roka valcuje slovenské kiná. Naznačuje filmovú revolúciu
- Najlepší vojnový film posledných rokov dorazil konečne online. Pozrieť si ho môžeš zadarmo
- Z Antarktídy prichádzajú signály, ktoré popierajú fyziku. Vedci sú zmätení, chystajú detektor
- Vedcom rovno padla sánka. Objavili zabudnuté mesto, v ktorom 250 rokov nikto nebol
- Na nabíjanie zabudni. Na svete je prvý elektromobil s nekonečným dojazdom (+video)
-
- Na nabíjanie zabudni. Na svete je prvý elektromobil s nekonečným dojazdom (+video)
- Ani elektrina, ani benzín. Dve obrovské automobilky sa spojili a odhalili pohon budúcnosti
- Vedcom rovno padla sánka. Objavili zabudnuté mesto, v ktorom 250 rokov nikto nebol
- Najlepší vojnový film posledných rokov dorazil konečne online. Pozrieť si ho môžeš zadarmo
- Z Antarktídy prichádzajú signály, ktoré popierajú fyziku. Vedci sú zmätení, chystajú detektor
-
- Bez Západu by rýchlo prehrali. Ukrajina zistila, čo v skutočnosti poháňa „ruské“ drony
- Vedci v Černobyle našli bizarné psy. Prešli extrémnou evolúciou a v DNA majú vec, ktorá tam nemá čo robiť
- Vedcom rovno padla sánka. Objavili zabudnuté mesto, v ktorom 250 rokov nikto nebol
- Vylepšuje im každú novú zbraň, napriek tomu je jeho „nepriateľom“. Ak spojenec zradí Rusko, Moskva padne
- Vedci neverili vlastným očiam. Len 600 km nad pyramídami objavili zvláštnu bublinu
Trhy tlačia ceny nahor. Elektrina a plyn zaznamenali najvyššie hodnoty týždňa
Zosuvy pôdy aj prerušené zápasy. Zemetrasenie zasiahol miliónové mesto
USA zatriasli automobilovým gigantom. Jaguar Land Rover mení plány na tento rok
Amazon rozbieha megainvestíciu. Austráliu čaká AI boom za 20 miliárd dolárov
Zlato po iránsko-izraelskom napätí koriguje. Investori vyberajú zisky
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
35 kilometrov od slovenských hraníc zúri nebezpečné ochorenie. Dvaja ľudia mu už podľahli
Štefan Hríb: „Slovensko je v podobnej situácii ako v roku 1998. Nasledujúce voľby budú osudové“
Virálny liek na chudnutie „spôsobil ošiaľ“ aj na Slovensku. Na Tyršáku o ňom prehovoria 3 známe tváre
Bežná aktivita znižuje riziko demencie až o 40 percent. Funguje lepšie než chôdza, ukazuje nová štúdia
750 % nárast prípadov: Európa čelí novej epidémii, v januári s ňou bojovalo Česko
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené