Galingas plazmos greitintuvo valdymas, sustiprintas dirbtiniu intelektu.

Dujų elementų plazmos šaltinis

Dujų elementai, naudojami kaip plazmos šaltiniai Lazeris iš šių vaizdų dešinės per metalinį kūgį patenka į mažą kubą, pripildytą dujų. Lazeris jonizuoja dujas ir paverčia jas plazma ir sukuria katalizatorių. Kreditas: Robas Shalloo.

Tyrėjai naudojo dirbtinį intelektą, kad panaudotų sijas mažesniems ir pigesniems naujos kartos greitintuvams tyrimams, medicininei ir pramoninei paskirčiai.

Eksperimentas, vadovaujamas Imperatoriškasis koledžas Londone Mokslininkai, naudodamiesi Mokslo ir technologijų infrastruktūros tarybos centriniu lazerių centru (CLF), parodė, kad algoritmas gali tiksliai sureguliuoti sudėtingus parametrus, susijusius su naujos kartos valdikliais. plazma– Naudoti dalelių greitintuvai

Algoritmas gali padidinti greitintuvo efektyvumą greičiau nei žmogaus operatoriai, taip pat gali geriau nei eksperimentai panašiose lazerinėse sistemose.

“Ši mūsų sukurta technika bus įrankis norint kuo geriau išnaudoti naujus pažangius plazmos greitintuvus, šiuo metu statomus JK ir visame pasaulyje.” Daktaras Robas Shalloo

Šie greitintuvai sutelkia galingiausių pasaulyje lazerių energiją iki odos ląstelių dydžio, gamindami elektronus ir rentgeno spindulius su prietaisais, kurie yra daug mažesni nei įprasti greitintuvai.

Elektronai ir rentgeno spinduliai gali būti naudojami moksliniams tyrimams, pavyzdžiui, tiriant medžiagų atominę struktūrą. Pramonės reikmėms, tokioms kaip elektroninių prietaisų ir automobilių padangų vulkanizuotų padangų gamyba. Jis taip pat gali būti naudojamas medicinoje, pavyzdžiui, vėžio gydyme ir medicininiame vaizde.

Platesnis pasiekiamumas

Daugelis objektų, naudojančių šiuos naujus greitintuvus, yra įvairiuose planavimo ir statybos etapuose visame pasaulyje, įskaitant CLF „Extreme Photonics Applications Center“ (EPAC) JK, ir šis naujas atradimas padės. Tegul jie stengiasi ateityje. Rezultatai bus paskelbti šiandien (2020 m. Gruodžio 11 d.) Gamtos bendravimas.

Pirmasis autorius Robas Shalloo, dirbantis „Imperial“, o dabar – Akseleracijos centre. Noras„Mūsų sukurta technika bus įrankis norint kuo geriau išnaudoti naujus pažangius plazmos greitintuvus, kurie šiuo metu statomi JK ir visame pasaulyje.

„Plazmos greitintuvo technologija suteikia unikalų trumpalaikį elektronų ir rentgeno spindulių sprogimą, kuris buvo panaudotas daugelyje mokslinių tyrimų. Vystydamiesi tikimės gauti daugiau šių kompaktiškų greitintuvų, leisdami kitų disciplinų mokslininkams ir tiems, kurie nori juos naudoti savo programose, pasinaudoti šia technologija. Plazmos greitintuvo specialistas “

Pirmiausia

Komanda dirbo su lazeriniu budrumo greitintuvu. Tai sujungia galingiausius pasaulyje lazerius su plazmos šaltiniu. (Jonizuotos dujos), kad būtų sukurtas stiprus elektronų pluoštas ir rentgeno spinduliai. Tradiciniams greitintuvams elektronus pagreitinti reikia nuo šimtų metrų iki kilometrų. Tačiau „Wakefield“ akceleratoriai gali įveikti tą patį pagreitį per milimetrą, o tai žymiai sumažina įrenginio dydį ir kainą.

Sąveikos kambarys

Šioje nuotraukoje parodyta vakuuminės kameros išorė, apsupta dažytų švino plytų. Švinas skirtas radiacinei apsaugai, o metalinis rėmas leidžia išvynioti švino sienelę, kad būtų galima patekti į kambarį. Jie dažomi, nes švinas yra labai toksiškas, todėl dažymas apsaugo nuo kenksmingų švino dulkių susidarymo. Kreditas: Robas Shalloo.

Vis dėlto, kadangi „Wakefield“ greitintuvai veikia sunkiomis sąlygomis, susidariusiomis derinant lazerį su plazma, jį sunku valdyti ir optimizuoti, kad būtų pasiektas geriausias našumas. Veikfildo pagreičio metu į plazmą varomi itin trumpi lazerio impulsai, sukuriant bangas, naudojamas elektronams pagreitinti. Ir lazeriai, ir plazma turi daugybę parametrų, kuriuos galima pritaikyti sąveikai kontroliuoti, pavyzdžiui, lazerio impulso forma ir intensyvumas arba plazmos tankis ir ilgis.

Nors operatorius žmogus gali pritaikyti šiuos parametrus. Bet sunku žinoti, kaip optimizuoti tiek daug parametrų vienu metu. Tačiau komanda kreipėsi į dirbtinį intelektą, sukurdama mašininio mokymosi algoritmus, kad optimizuotų greitintuvus.

Algoritmai nustatė iki šešių parametrų lazeriui ir plazmos spinduoliui valdyti. Lazeris analizuoja duomenis ir nustato naujus parametrus, atlikdamas kelis kartojimus iš eilės, kol bus pasiekta optimali parametrų konfigūracija.

Elektronų pluošto spektras

Elektronai iš plazmos greitintuvo išmetami beveik šviesos greičiu, kol praeina pro magnetinį lauką, kuris dalija energiją. Tada jis šaudys į čia rodomą šviečiantį ekraną. Kreditas: Robas Shalloo.

Dr. Matthew Strathneris, pagrindinis tyrėjas, dirbantis Imperial, o dabar Belfasto karalienės universitete, sakė: „Mūsų darbo rezultatas buvo pirmieji autonominiai plazmos greitintuvai. Tai ne tik padeda mums efektyviau sureguliuoti droselį, bet ir supaprastina darbą bei leidžia mums įdėti daugiau pastangų tyrinėjant pagrindinę šių ekstremalių mašinų fiziką “.

Būsimi dizainai ir tolesni patobulinimai

Komanda pademonstravo savo techniką naudodama „Gemini“ lazerinę sistemą CLF ir pradėjo ją naudoti tolesniuose eksperimentuose, kad ištirtų medžiagų atominę struktūrą ekstremaliomis sąlygomis, taip pat tiriant antimateriją ir kvantinę fiziką.

Duomenys, surinkti optimizavimo proceso metu, taip pat suteikia naujų įžvalgų apie lazerio ir plazmos sąveikos greitintuve dinamiką, o tai ateityje gali padėti pagerinti greitintuvo veikimą.

Nuoroda: 2020 m. Gruodžio 11 d., Gamtos bendravimas.
DOI: 10.1038 / s41467-020-20245-6

Tyrimą vedė Londono imperatoriškojo koledžo mokslininkai, bendradarbiaudami su Mičigano universiteto Jorko plazmos instituto Mokslo ir technologijų įrenginių tarybos (STFC) bendradarbiavimo komanda, Oksfordo universitetas „Deutsches Elektronen-Synchrotron“ (DESY) finansuoja JK STFC, ES mokslinių tyrimų ir inovacijų programa „Horizontas 2020“, JAV Nacionalinis mokslo fondas ir JK Inžinerijos ir fizinių mokslų tyrimų taryba.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pasukite 3D ritmą Marse ir ištirkite NASA ištvermę

NASA „Mars Perseverance“ roveris rodomas jo stotelėje prie Jezero kraterio, tokiu būdu peržiūrėjus iš „Naršykite ištvermingai“ 3D žiniatinklyje. Šis interaktyvus žiniatinklio įrankis turi...

Prieš 400 000 metų senovės žmonės išsaugotus dramblius pavertė nuostabiais kaulų instrumentais

Kaulų įrankiai buvo iškasti iš Castel di Guido Italijoje. Kreditas: Villa ir kt. 2021 PLOS TASI Senovės žmonės galėjo padaryti nuostabių dalykų su...

Šimtai erelio ruonių, apvyniotų meškerėmis ir tinklais, kasmet sukelia siaubingus sužalojimus ir skaudžias mirtis.

Žvejybos tinklai ir tinklai daro didelę įtaką kailių ruoniams (Arctocephalus pusillus), labiausiai paplitę jūrų žinduoliai, buvo pastebėti Pietų Afrikos ir Namibijos pakrantėse, kur jie...

FDP balsavo 16: 2 ir atmetė Piper vakcinos „oster A“ vakcinos platinimą plačiajai visuomenei.

Šiuo metu nėra trečiosios Kovid-19 vakcinos. Pirmaujanti Maisto ir vaistų administracijos (FDA) mokslinė patariamoji taryba balsavo už tai, kad plačiajai visuomenei būtų atsisakyta suteikti „Pfizer“...

Elon Musk Tesla Bot kelia rimtą susirūpinimą

„Tesla“ kitais metais ketina pristatyti humanoidinio roboto prototipą. Paskola: Tesla Elonas Muskas paskelbė apie humanoidinį robotą, skirtą padėti šioms pasikartojančioms, varginančioms užduotims, kurių žmonės...

Newsletter

Subscribe to stay updated.