マイクロノズル設計でレーザー駆動型粒子加速器のエネルギーが3倍に増加する可能性

日本とインドの物理学者によるコンピュータシミュレーションによって、マイクロノズルを使用することで、レーザー駆動型粒子加速器のプロトンエネルギーが3倍に増加する可能性が示された。彼らの設計では、マイクロノズル内で生成される電場がプロトンの出力方向に集中し、加速プロセスを長時間続けることができるという。研究者たちは、この研究が核融合、ハドロン療法、材料科学の分野での応用に有用であると考えている。

従来の加速器は、荷電粒子を相対論的速度にまで加速するために、振動する電場を使用している。例えば、CERNの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）は、7TeV近くのプロトンエネルギーを実現するために、高周波の振動を利用している。しかし、これらの加速器は非常に大規模であり、その設置場所には制約がある。一方、レーザー加速技術は、高エネルギーのレーザーパルスを用いて荷電粒子を加速することで、より小型の加速器を作成する方法を提供している。