Pesquisadores desenvolveram uma nova técnica para medir melhor a luz especial "terahertz". Essa luz viaja em ondas mais longas do que a luz infravermelha que está além do que o olho humano percebe. A nova técnica de amostragem preserva as correlações entre posição e tempo em um pulso de luz terahertz. A técnica permite que os pesquisadores meçam a forma de terahertz "balas leves", flashes de luz focados que são tão largos quanto longos. Isso ajuda os pesquisadores a aprender como eles podem usar pulsos de terahertz para melhorar os aceleradores de partículas. Aceleradores de partículas ajudam os cientistas a examinar novos materiais, proteínas e até mesmo os blocos de construção do nosso universo, e aceleradores aprimorados ajudariam no avanço da indústria, da medicina e da pesquisa científica.
As instalações modernas de aceleradores de partículas podem ser enormes. A tecnologia Terahertz pode oferecer um caminho para miniaturizá-los. Por exemplo, o acelerador de prótons na Spallation Neutron Source, uma instalação de usuários do Departamento de Energia, tem três campos de futebol. Usando a luz terahertz, as partículas podem atingir a mesma energia em menos do que o comprimento de uma zona final. Essa miniaturização pode ajudar as instalações a alcançar energias mais altas para novas descobertas científicas. Isso exigirá que os cientistas aprendam mais sobre as características e o comportamento da luz terahertz. Essa nova técnica de medição ajudará a tornar possíveis esses aceleradores futuros menores.

Cientistas do Oak Ridge National Laboratory, sede das instalações do usuário da Spallation Neutron Source , estão investigando como produzir e usar a luz terahertz para habilitar aceleradores de partículas usando a tecnologia terahertz. Fazer balas leves de terahertz com lasers intensos é um método promissor porque a energia de terahertz é fortemente concentrada, criando campos de aceleração muito altos. Ao desenvolver uma nova técnica de medição, os pesquisadores descobriram que, quando focada em seu alvo, essa luz terahertz mudará sua forma, possivelmente afetando o desempenho do acelerador de partículas.

As balas de luz terahertz mudam de forma porque são compostas de muitas frequências terahertz, semelhante à forma como a luz branca é feita de diferentes frequências ou cores visíveis. Assim como as cores da luz branca podem se separar para formar um arco-íris, as cores dessa luz terahertz podem se separar umas das outras quando focadas em um alvo. Se não for contabilizada, essa separação leva a imperfeições na forma da luz e a torna menos concentrada, o que pode resultar em uma aceleração mais fraca das partículas. No entanto, usando este novo método de amostragem eletro-óptica em combinação com ferramentas de modelagem, essas imperfeições podem ser medidas e usadas no projeto de novas ópticas para corrigir a forma de terahertz. Com um design óptico inteligente, pode até ser possível melhorar a forma dos terahertz e aumentar a aceleração das partículas.

A pesquisa foi publicada na Revisão Física A . + Explorar mais

Pequeno acelerador duplo recicla energia