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
Americká firma odhalila trik, ako vylepšiť palivové články a batérie. Nenápadná inovácia zvýši výkon
Zázrak modernej medicíny: Americké dieťa sa narodilo po viac ako 30 rokoch od počatia
Vedci zostali v nemom úžase. Na prekvapivom mieste našli chodiaci biologický laser
Západ nechápe. Nová zbraň Číny vyzerá ako zo sci-fi a dokáže rozpútať celosvetový chaos
Vedci urobili fenomenálny objav: Toto je neviditeľné „lepidlo“, ktoré drží pokope vesmír
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
HIV sa šíri medzi ruskými vojakmi alarmujúcim tempom. Armádni lekári sa snažia štatistiky utajiť
KVÍZ: Posledná otázka zlomí nervy 90 % Slovákov. Ak nezvládneš túto gramatickú výzvu, vráť sa do školskej lavice
Ľudstvo „prepísalo“ kalendár: Zem bude mať 2 nové ročné obdobia. Tradičné zanikajú, varujú vedci
Minimálna mzda stúpne na 915 eur. O koľko si prilepšíš a koľko to bude stáť tvojho šéfa? (PREHĽAD)
REBRÍČEK: 10 top miest na letný výlet po Slovensku. Na polovicu z nich mnohí zabudli
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Má všetko potrebné, aby na nej existoval život. Vedci objavili Superzem s ideálnymi podmienkami
- Západ nechápe. Nová zbraň Číny vyzerá ako zo sci-fi a dokáže rozpútať celosvetový chaos
- Vedci zostali v nemom úžase. Na prekvapivom mieste našli chodiaci biologický laser
- Film, ktorý spravil zo Slovenska čiernu dieru, sa vracia v nečakanej podobe. Zahrá si v ňom svetová hviezda
- Má 66 radarov s umelou inteligenciou a na pokutách už vybrali milióny. Táto obec je postrachom vodičov
-
- Uniklo 90 miliárd litrov vody a nikto si to nevšimol. Vedci hovoria o nevídanej sile Zeme
- Má všetko potrebné, aby na nej existoval život. Vedci objavili Superzem s ideálnymi podmienkami
- Film, ktorý spravil zo Slovenska čiernu dieru, sa vracia v nečakanej podobe. Zahrá si v ňom svetová hviezda
- Západ nechápe. Nová zbraň Číny vyzerá ako zo sci-fi a dokáže rozpútať celosvetový chaos
- Má 66 radarov s umelou inteligenciou a na pokutách už vybrali milióny. Táto obec je postrachom vodičov
-
- Zmeny v STK zaskočili Slovákov. Vysoké pokuty hrozia aj tým, ktorí auto už nemajú (PREHĽAD)
- Vojenskí experti prišli s víťazným plánom: Nad Ukrajinou bude lietať stovka európskych stíhačiek
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Uniklo 90 miliárd litrov vody a nikto si to nevšimol. Vedci hovoria o nevídanej sile Zeme
- Kolaps ľudskej spoločnosti príde nečakane skoro. Vedcov vystrašil počítač s realistickou predpoveďou
Taraba ohlásil energetickú megainvestíciu. Slovenské mestá získajú milióny eur
Slováci kupujú jazdené autá, ako nikdy predtým. Priemerný vek a nájazd prudko rastie, dominuje jedna značka
Zubár odhalil šokujúce riziká populárneho spánkového triku. Riskuješ veľké nepríjemnosti
Slováci si neuvedomujú, že to môže vybuchnúť. Odborník varuje pred „elektronickým“ zlozvykom domácností
Domácnosti si priplatia až o 3 000 eur. Nová kalkulačka odhalila tvrdú realitu emisného výmyslu EÚ
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP