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
Umelá inteligencia zaskočila vedcov. Zachránila jedného z najohrozenejších živočíchov planéty
Nikto ich nevidel takmer 100 rokov. Na dne oceánu našli ponorku a bombardér americkej armády
Vedci ochladili nadšenie. Na tejto planéte sa mal nachádzať život, realita je úplne iná
PRELOM: Vedci vložili kvantové diamanty do ľudských buniek, výsledok mení dejiny medicíny
Bez tejto energie vraj AI skolabuje. Google a USA stavajú nové gigareaktory
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
CHEMICKÝ KVÍZ: 90 % Slovákov nepozná vzorec kuchynskej soli. Zvládneš otázky, ktoré by potrápili Alfreda Nobela?
Forgáč bez servítky: „Toto nie je drukovanie svojim, toto je naozajstný kult či sekta“
„Putin príde. Nič iné nečakám.“ Tretina obyvateľov najnebezpečnejšieho územia NATO sa chce odsťahovať
Z lekární mizne kľúčový liek na depresiu a úzkosť. Náhrada neexistuje, výpadok potrvá celé mesiace
Blúdivý nerv ovplyvňuje, ako rýchlo starneš. Aktivuješ ho týmito jednoduchými návykmi
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Američania ohúrili svet. Z opačného konca planéty vypustili jadrovú raketu, trafila cieľ na meter presne
- Za 12 tisíc eur dostaneš auto s dojazdom 2 000 km. Známa značka šokovala svet novým modelom
- Západ má dôvod na obavy. Čína nasadí elektromagnetickú zbraň, ktorá strieľa 3000 nábojov za minútu
- Nikto neveril, že je to možné. Ázijská veľmoc vyvinula bezchybnú technológiu pod morom, zmení vojnu
- „Utopí“ všetko v okruhu 200 km. Američania dostali jednu z najhrozivejších zbraní
-
- Za 12 tisíc eur dostaneš auto s dojazdom 2 000 km. Známa značka šokovala svet novým modelom
- Američania ohúrili svet. Z opačného konca planéty vypustili jadrovú raketu, trafila cieľ na meter presne
- Západ má dôvod na obavy. Čína nasadí elektromagnetickú zbraň, ktorá strieľa 3000 nábojov za minútu
- „Utopí“ všetko v okruhu 200 km. Američania dostali jednu z najhrozivejších zbraní
- Čína oživila pohon z čias Studenej vojny, ktorý USA vzdali. V kľúčovom teste všetkých zarazil
-
- Za 12 tisíc eur dostaneš auto s dojazdom 2 000 km. Známa značka šokovala svet novým modelom
- Američania ohúrili svet. Z opačného konca planéty vypustili jadrovú raketu, trafila cieľ na meter presne
- Európania nastavili zrkadlo elektromobilom: Toto je hlavný dôvod, prečo ich ľudia nekupujú
- Slnko má v našej slnečnej sústave zlé dvojča, skrýva sa a spôsobuje masové vymieranie
- Neverili vlastným očiam. Na dne mora našli 140 000 rokov stratený svet, skrýval vzácny poklad
Nový trend na slovenských cestách. Nákladná doprava padá, MHD a vlaky stúpajú
Holandské tajné služby odhalili proruských hackerov. Útočili na citlivé systémy
Vedci prekvapili svet. Zvráskavené prsty po vode ako jedinečný biometrický podpis
Nie, za socializmu nebolo lepšie. Dnes tankuješ o polovicu lacnejšie
Nórsko investuje rekordných 23,4 miliardy eur do ropy a plynu. Pokles príde v roku 2026
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
CHEMICKÝ KVÍZ: 90 % Slovákov nepozná vzorec kuchynskej soli. Zvládneš otázky, ktoré by potrápili Alfreda Nobela?
Forgáč bez servítky: „Toto nie je drukovanie svojim, toto je naozajstný kult či sekta“
„Putin príde. Nič iné nečakám.“ Tretina obyvateľov najnebezpečnejšieho územia NATO sa chce odsťahovať
Z lekární mizne kľúčový liek na depresiu a úzkosť. Náhrada neexistuje, výpadok potrvá celé mesiace
Blúdivý nerv ovplyvňuje, ako rýchlo starneš. Aktivuješ ho týmito jednoduchými návykmi
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené