Комментарии 92
Круто, но разводка проводов ппц )
(Крик бывшего сисадмина)Народ! провода запутываются просто от того, что висят, лежат и находятся рядом. Поэтому, их надо собирать в пучок! И аккуратнее выглядит и вообще, потом проще будет.
И еще аргумент — высокому начальству нравится порядок и бардак оно крайне не любит :-)
Я бы не был так категоричен с тем, что надо собирать в пучок. Но здесь бардак еще тот…
Вы понимаете. С одной стороны да, согласен, что порядок сильно помогает работать. Но с другой стороны, такая ситуация в физических лабораториях — скорее норма. Не в оправдание, но в объяснение.
Потому что если в серверных условного Гугла люди, наверное, заранее меряют, что куда протянуть, оборудование относительно типовое. А тут приходится всё ставить хаотично. Пришли, например, в лабораторию камера и монитор для неё. Камеру нужно воткнуть в одно место, монитор — так, чтобы удобно и безопасно в него смотреть, а провод не то чтобы очень длинный оказался… И ты либо ищешь ещё кусок провода, чтобы удлинить имеющийся, ничего подходящего по сусекам не находишь, и думаешь, как теперь тебе его заказать у начальства, или же самому где купить. Либо просто тянешь по воздуху, не заморачиваясь, и оно работает. А потом у тебя оказывается контроллер, который надо протянуть к пяти разным другим коробочкам, часть из которых приходится располагать рядом с монитором, а провод «монитор-камера» имеет совсем другой direction по отношению к «контроллер-коробочка». А потом встаёт ещё какое-нибудь оборудование. Тут, чтобы навести порядок, по моему мнению, придётся тратить в десятки раз больше усилий, чем физику запомнить, какой провод для чего нужен. Благо, что местный товарищ наверняка будет «в теме», для него всё это оборудование — как родное.
Что трудно — когда со стороны кто-то приходит новый, и хочет разобраться, то там ахтунг начинается.
Ну и ребята минимальные усилия для централизации бардака таки прикладывают.
А высокое начальство… Оно, чаще всего, из «своих» и всё понимает.
Потому что если в серверных условного Гугла люди, наверное, заранее меряют, что куда протянуть, оборудование относительно типовое. А тут приходится всё ставить хаотично. Пришли, например, в лабораторию камера и монитор для неё. Камеру нужно воткнуть в одно место, монитор — так, чтобы удобно и безопасно в него смотреть, а провод не то чтобы очень длинный оказался… И ты либо ищешь ещё кусок провода, чтобы удлинить имеющийся, ничего подходящего по сусекам не находишь, и думаешь, как теперь тебе его заказать у начальства, или же самому где купить. Либо просто тянешь по воздуху, не заморачиваясь, и оно работает. А потом у тебя оказывается контроллер, который надо протянуть к пяти разным другим коробочкам, часть из которых приходится располагать рядом с монитором, а провод «монитор-камера» имеет совсем другой direction по отношению к «контроллер-коробочка». А потом встаёт ещё какое-нибудь оборудование. Тут, чтобы навести порядок, по моему мнению, придётся тратить в десятки раз больше усилий, чем физику запомнить, какой провод для чего нужен. Благо, что местный товарищ наверняка будет «в теме», для него всё это оборудование — как родное.
Что трудно — когда со стороны кто-то приходит новый, и хочет разобраться, то там ахтунг начинается.
Ну и ребята минимальные усилия для централизации бардака таки прикладывают.
А высокое начальство… Оно, чаще всего, из «своих» и всё понимает.
Ни разу не аргумент.
Я проработал сисадмином 3 года в хим.лаборатории. И до меня там был такой же бардак. И все, о чем вы говорите, испытал на своей шкуре. И тут вопрос что проще для себя — кинуть еще один короб, куда уложить новые кабеля, стянуть скруткой в один жгут несколько хвостов, замудохаться и удлинить простой кабель еще на полметра(а иногда и посидеть день-другой на форумах, читая про распайку коннектора), или оставить все как есть.
Мне было проще именно что морочиться и укладывать, делать все красиво и чтоб не болталось над глазами. Каждый же выбирает по себе.
Ага, а потом выясняется, что великое открытие ( как в случае со сверхсветовыми нейтрино) — это плохо закрепленный кабель.
Знаете сколько таких косяков с кабелями в точной аппаратуре видел?? — Вот и я уже не могу сосчитать.
Знаете сколько таких косяков с кабелями в точной аппаратуре видел?? — Вот и я уже не могу сосчитать.
Обычно, если происходит что-то подобное, то это либо видно сразу, либо выясняется при повторении эксперимента. У нас была недавно похожая проблема, когда задержка сигнала триггера начала плыть. Мы было подумали на новое открытие, но потом все перепроверили еще раз и поняли, что это косяки электроники. Естественно, это возможно, только если эксперимент относительно несложно повторить
Если увлекались электроникой — поймёте: представьте отладку нового устройства на макетной плате. Это клубок проводов вкупе с измерительными приборами, паяльниками и прочим срачем на столе. И только когда отладите — делаете красивую плату, корпус, и радуетесь.
Так же и тут: приборы могут перемещаться, кабели от датчиков зачастую нельзя удлинить от слова никак, без переделки самого датчика (это не кусок витухи). Даже банальный кабель от осциллографа, который стоит как-бы стационарно, вы никуда не упакуете, ибо имеет строго рассчитанное волновое сопротивление и ёмкость.
Так же и тут: приборы могут перемещаться, кабели от датчиков зачастую нельзя удлинить от слова никак, без переделки самого датчика (это не кусок витухи). Даже банальный кабель от осциллографа, который стоит как-бы стационарно, вы никуда не упакуете, ибо имеет строго рассчитанное волновое сопротивление и ёмкость.
Прочитал статью и так и не понял, ради чего всё это — до какой энергии разгоняет протоны этот лазерный ускоритель, и какая получается плотность пучка?
Ради Науки и Крутости
ПС Извиняюсь недочитал ваш коммент. Энергия 2Дж и длина импульса вроде 2мкм.
ПС Извиняюсь недочитал ваш коммент. Энергия 2Дж и длина импульса вроде 2мкм.
Добрый день,
Ответить на первый вопрос достаточно сложно: такие протонные импульсы пока в индустрии не применяются. Говорят, что это может быть перспективным направлением радиационного лечения рака, но даже до первого прототипа подобной установки пока очень далеко, да и никто не старается, насколько я знаю. Сейчас исследования проводят, потому что интересно узнать новое о происходящих внутри процессах.
На второй вопрос ответить проще. Ниже типичный энергетический спектр пучка протонов:
По оси абсцисс отложена энергия в МэВ, по оси ординат — количество протонов с данной энергией в одном стерадиане. Разными цветами обозначены спектры, полученные из алюминиевой фольги разной толщины
Если постараться и хорошо отладить всю систему, то можно получить максимум энергии около 8 МэВ.
Еще изображение профиля пучка:
По осям отложены расходимость в градусах по осям Х и Y, образующим плоскость перпендикулярно направлению распространения протонов. Цветом показана интенсивность пучка (в шт. на единицу площади) в относительных единицах
Надеюсь, что я ответил на Ваши вопросы!
Ответить на первый вопрос достаточно сложно: такие протонные импульсы пока в индустрии не применяются. Говорят, что это может быть перспективным направлением радиационного лечения рака, но даже до первого прототипа подобной установки пока очень далеко, да и никто не старается, насколько я знаю. Сейчас исследования проводят, потому что интересно узнать новое о происходящих внутри процессах.
На второй вопрос ответить проще. Ниже типичный энергетический спектр пучка протонов:
По оси абсцисс отложена энергия в МэВ, по оси ординат — количество протонов с данной энергией в одном стерадиане. Разными цветами обозначены спектры, полученные из алюминиевой фольги разной толщины
Если постараться и хорошо отладить всю систему, то можно получить максимум энергии около 8 МэВ.
Еще изображение профиля пучка:
По осям отложены расходимость в градусах по осям Х и Y, образующим плоскость перпендикулярно направлению распространения протонов. Цветом показана интенсивность пучка (в шт. на единицу площади) в относительных единицах
Надеюсь, что я ответил на Ваши вопросы!
Спасибо, исчерпывающий ответ, перспективная область исследований.
Вашему ответу сильно нехватает этого изображения:
А на пути протонов образец бора ставить не пробовали? Как, например, вот тут описано: oleg-volyinets.livejournal.com/68351.html
ну оооочень интересно что получится! ;-)
ну оооочень интересно что получится! ;-)
Я всё же уточню, что в Лунде довольно средненький по сегодняшним меркам лазер. Рекорд лазерного ускорения протонов сейчас составляет около 100 МэВ. Этого мало для протонной терапии, да и качество пучка не позволяет использовать эти протоны в медицине. Однако лазерные протоны используют для радиографии. А ещё в Японии сейчас реализуется проект, в котором лазерные протоны используются вместо инжектора для традиционного ускорителя. Там протоны ускоряют всего до 4 МэВ, но использование лазерных технологий позволяет заметно — раза в два — уменьшить общий размер ускорителя.
Круто, отдельное спасибо за выкладки в виде формул, вспомнил школьный курс физики
У Вас на фотографии, со стеной в профиль, на полу какая-то странная формула скотчем выложена. Начальство туда не ходит?
А пароль 15_femton что означает?
Давно я не читал таких приятных статей. Весело у вас там в Швеции, аж самому захотелось.
P.S. Но таки может найтись кто-то из начальства, кто знаком с кирилическими письменами.
P.S. Но таки может найтись кто-то из начальства, кто знаком с кирилическими письменами.
Любопытно. Хороший способ делать дырки в фольге. А как насчет Dielectric Laser Acceleration (DLA) в сравнении?
Сравнивать их не очень корректно. DLA ускоряет электроны, а TNSA — протоны и положительные ионы. DLA к протонам плохо применим, поскольку они тяжелые, а поле лазера слишком быстро меняется.
… из кусочка фольги
все вместе напоминает в хорошем смысле щи из топора.
— как получить пучок протонов с высокой энергией?
— не вопрос! берем кусочек фольги,,,…
Приятно видеть подобное здесь.
Говоря про пьедестал перед основным лазерным импульсом, Вы написали 500 пс. Если имеется ввиду ASE — длительность всегда больше наносекунды, обычно несколько наносекунд. Если имеется ввиду паразитный, когерентный пьедестал помимо ASE, то его длительность почти всегда в районе 100 пс. К тому же, свою роль в ускорении имеют предимпульсы, которые скорее всего тоже есть. Не думаю, что пьедестал играет здесь какую-то роль. По крайней мере мне об этом не известно.
Говоря про пьедестал перед основным лазерным импульсом, Вы написали 500 пс. Если имеется ввиду ASE — длительность всегда больше наносекунды, обычно несколько наносекунд. Если имеется ввиду паразитный, когерентный пьедестал помимо ASE, то его длительность почти всегда в районе 100 пс. К тому же, свою роль в ускорении имеют предимпульсы, которые скорее всего тоже есть. Не думаю, что пьедестал играет здесь какую-то роль. По крайней мере мне об этом не известно.
Спасибо за замечание!
Здесь я выразился недостаточно ясно: ASE у нас порядка 11 нс, соответствует времени двойного обхода регенеративного усилителя.
500 пс взялось оттого что мы измеряем контраст основного импульса к пьедесталу во временах соответственно 0 и -500 пс.
Отсутствие предимпульсов мы регулярно проверяем, их у нас точно нет.
Сам пьедестал ионизирует переднюю сторону мишени перед прибытием основного импульса. Частично это описано вот тут: rsta.royalsocietypublishing.org/content/364/1840/711.short
Надеюсь, откроется
Здесь я выразился недостаточно ясно: ASE у нас порядка 11 нс, соответствует времени двойного обхода регенеративного усилителя.
500 пс взялось оттого что мы измеряем контраст основного импульса к пьедесталу во временах соответственно 0 и -500 пс.
Отсутствие предимпульсов мы регулярно проверяем, их у нас точно нет.
Сам пьедестал ионизирует переднюю сторону мишени перед прибытием основного импульса. Частично это описано вот тут: rsta.royalsocietypublishing.org/content/364/1840/711.short
Надеюсь, откроется
А какие измерительные приборы используются и какой софт их обрабатывает?
Сами протоны регистрируются сцинтилляторами, а изображение с них камерами. Затем мы обрабатываем полученные картинки.
Софт в основном самописный под LabView или MatLab. В основном LabView, конечно
Софт в основном самописный под LabView или MatLab. В основном LabView, конечно
Сами протоны регистрируются сцинтилляторами, а изображение с них камерами. Затем мы обрабатываем полученные картинки.
Софт в основном самописный под LabView или MatLab. В основном LabView, конечно
Софт в основном самописный под LabView или MatLab. В основном LabView, конечно
Если фольге требуется водород на поверхности, то, может, стоит стандартизировать его появление?
Например, если на тонкий слой гидрида алюмминия нанести вакуумное алюмминиевое напыление, то что случится? Станет лучше/быстрее или хуже? Если станет, то почему?
Например, если на тонкий слой гидрида алюмминия нанести вакуумное алюмминиевое напыление, то что случится? Станет лучше/быстрее или хуже? Если станет, то почему?
Чтобы знать наверняка, надо провести эксперимент или сделать численное моделирование, а пока могу только предположить следующее.
С задней стенки мишени можно ускорить лишь несколько «слоев» налипших туда протонов. Те, которые под ними, из-за эффекта экранирования не увидят ускоряющего поля, а значит, что толку от них нет. Концентрация атомов водорода на задней стенке достаточно хорошо известна, также известно, что там примерно три-пять монослоев воды и углеводородов. Слои глубже этого будут уже плохо ускоряться.
Соответственно, большого смысла помещать туда специально водород нет, разницы особой не будет, а сложности обращения с мишеняит добавит.
Отдельная история — применение гетероструктур в качестве мишений, но об этом в данный момент я больше рассказать не могу.
С задней стенки мишени можно ускорить лишь несколько «слоев» налипших туда протонов. Те, которые под ними, из-за эффекта экранирования не увидят ускоряющего поля, а значит, что толку от них нет. Концентрация атомов водорода на задней стенке достаточно хорошо известна, также известно, что там примерно три-пять монослоев воды и углеводородов. Слои глубже этого будут уже плохо ускоряться.
Соответственно, большого смысла помещать туда специально водород нет, разницы особой не будет, а сложности обращения с мишеняит добавит.
Отдельная история — применение гетероструктур в качестве мишений, но об этом в данный момент я больше рассказать не могу.
Кстати, а что если в качестве мишени взять сверхтонкую плёнку? Например, графеновую чешуйку. Тоньше не придумать.
Сейчас многие представители сообщества думают об этом, но есть ряд сомнений.
Во-первых, нужен свободностоящий графен довольно большой площади. Сделать его, скорее всего, возможно, но вот транспортировать — никак.
Во-вторых, для такого нужен очень высокий контраст импульса, иначе пьедестал импульса все уничтожит до прихода основной его части.
В-третьих, графен может оказаться вообще слишком тонким, и выбитые электроны будут одинаково сильно тянуть и вперед, и назад.
Тем не менее, пока никто не проведет эксперимент и не разберется с происходящими процессами, сказать наверняка ничего не получится
Во-первых, нужен свободностоящий графен довольно большой площади. Сделать его, скорее всего, возможно, но вот транспортировать — никак.
Во-вторых, для такого нужен очень высокий контраст импульса, иначе пьедестал импульса все уничтожит до прихода основной его части.
В-третьих, графен может оказаться вообще слишком тонким, и выбитые электроны будут одинаково сильно тянуть и вперед, и назад.
Тем не менее, пока никто не проведет эксперимент и не разберется с происходящими процессами, сказать наверняка ничего не получится
Если энергия пьедестала фиксирована, то можно попробовать абляционную прослойку, то есть что-то, что как раз испаряется за время прохождения пьедестала.
Если время свечения пьедестала фиксировано, и разумно по длительности, то можно попробовать использовать вращающееся синхронное зеркало для отражения только нужной части импульса. Чтобы синхронность была похожа на оную, установка триггерится по приходу отражения сигнала от того же самого вращающегося зеркала, но с известным сдвигом по фазе. (т.е. крутится зеркало, как только лучик светодиода попал в фотодиод — положение зеркала, так запускается лазер, и тайминг подобран так, чтобы только нужная часть импульса пришлась на мишень. Хотя 35фс слишком сурово по таймингам. Так что абляционная защита.
Тонкость графена преодолевается его толщиной. Кстати, я начал бы с мыльной плёнки. Насколько я помню школьную физику, это три молекулы стопочкой по толщине, то есть несколько десятков атомов.
У меня вопрос: вот эти эксперименты «заменить фольгу на мыльную плёнку» — их насколько сложно делать?
Если время свечения пьедестала фиксировано, и разумно по длительности, то можно попробовать использовать вращающееся синхронное зеркало для отражения только нужной части импульса. Чтобы синхронность была похожа на оную, установка триггерится по приходу отражения сигнала от того же самого вращающегося зеркала, но с известным сдвигом по фазе. (т.е. крутится зеркало, как только лучик светодиода попал в фотодиод — положение зеркала, так запускается лазер, и тайминг подобран так, чтобы только нужная часть импульса пришлась на мишень. Хотя 35фс слишком сурово по таймингам. Так что абляционная защита.
Тонкость графена преодолевается его толщиной. Кстати, я начал бы с мыльной плёнки. Насколько я помню школьную физику, это три молекулы стопочкой по толщине, то есть несколько десятков атомов.
У меня вопрос: вот эти эксперименты «заменить фольгу на мыльную плёнку» — их насколько сложно делать?
Если поставить какой-то слой перед графеном, то этой слой сначала ионизируется, а потом нагреется, и механизм ускорения будет очень похож на то, что происходит в фольге. Мы уже пробовали использовать графен в качестве мишени, пока ничего толкового из этого не вышло, и было принято решение отложить эти мероприятия на неопределенный срок.
Чтобы заменить фольгу на мыльную пленку (хотя мыльной пленки в вакууме не получится, вода еще на этапе откачки испарится), придется перебирать примерно половину всей установки, а это займет где-то месяц. Если решить стрелять по газу вместо фольги, то займет еще больше времени. Хорошо, что установка для газа у нас есть отдельно.
Ну и еще про зеркало, чтобы совсем окрасить все в серый цвет. Диаметр нашего пучка — 8 см, зеркало подходящего размера так быстро не крутануть.
Чтобы заменить фольгу на мыльную пленку (хотя мыльной пленки в вакууме не получится, вода еще на этапе откачки испарится), придется перебирать примерно половину всей установки, а это займет где-то месяц. Если решить стрелять по газу вместо фольги, то займет еще больше времени. Хорошо, что установка для газа у нас есть отдельно.
Ну и еще про зеркало, чтобы совсем окрасить все в серый цвет. Диаметр нашего пучка — 8 см, зеркало подходящего размера так быстро не крутануть.
Мыльную плёнку можно засушить, кстати.
Давайте я ещё пофантазирую: Если предположить, что лазер проходит сквозь стекло, то можно использовать тонкое стекло (хрусталь) для создания атомарного слоя любого металла методом напыления. Другой эксперимент: любой аэрогель — у него очень тонкие стенки с большим количеством пустот.
Для управления лазерным лучом (если это понадобится) можно попробовать использовать матрицу из DLP-проектора. Они расчитаны на относительно большие энергии отражения (не в имульсе, конечно), и имеют невероятно высокую скорость срабатывания (https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_Light_Processing), хотя, конечно, не в фемтосекундном диапазоне.
Давайте я ещё пофантазирую: Если предположить, что лазер проходит сквозь стекло, то можно использовать тонкое стекло (хрусталь) для создания атомарного слоя любого металла методом напыления. Другой эксперимент: любой аэрогель — у него очень тонкие стенки с большим количеством пустот.
Для управления лазерным лучом (если это понадобится) можно попробовать использовать матрицу из DLP-проектора. Они расчитаны на относительно большие энергии отражения (не в имульсе, конечно), и имеют невероятно высокую скорость срабатывания (https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_Light_Processing), хотя, конечно, не в фемтосекундном диапазоне.
Мишени с большим количеством пустот уже пробовали — ничего путного из этого, к сожалению, не вышло, то есть заметного улучшения энергии или профиля пучка протонов не наблюдалось.
Активно управлять пучком вряд ли целесообразно по нескольким причинам.
Во-первых, практически вся «пропускающая» оптика горит на наших интенсивностях. Во-вторых, вся электроника, которая участвует в этом мероприятии должна быть вакуум-совместимой, иначе она либо сгорит, либо испортит нам вакуум и насосы.
Другими словами, с контрастом импульса можно и нужно бороться, но достигается это другими способами. В идеале, контраст должно быть можно контролировать.
Кстати, нечто подобное DLP мы используем. Это деформируемое зеркало в связке с фазочувствительной камерой. Эта пара устройств позволяет нам корректировать волновой фронт импульса и таким образом получать маленькое и круглое фокальное пятно.
Активно управлять пучком вряд ли целесообразно по нескольким причинам.
Во-первых, практически вся «пропускающая» оптика горит на наших интенсивностях. Во-вторых, вся электроника, которая участвует в этом мероприятии должна быть вакуум-совместимой, иначе она либо сгорит, либо испортит нам вакуум и насосы.
Другими словами, с контрастом импульса можно и нужно бороться, но достигается это другими способами. В идеале, контраст должно быть можно контролировать.
Кстати, нечто подобное DLP мы используем. Это деформируемое зеркало в связке с фазочувствительной камерой. Эта пара устройств позволяет нам корректировать волновой фронт импульса и таким образом получать маленькое и круглое фокальное пятно.
пьедестал длительностью примерно 500 пс
При таких кратких импульсах можно попробовать стрелять лазером не по плёнке а по свободно падающей из иголки-инжектора капельке дистиллированной воды — с точки зрения лазера — капля будет почти неподвижна и испариться в вакууме не успеет. Кроме того, капельку можно попробовать заменить закреплённой неподвижно маленькой льдинкой или шариком воска.
Кстати, были эксперименты с ультратонкими углеродными пластинками, сделанными из Diamond-like carbon. Там использовали мишени с толщиной вплоть до 5 нм, если мне не изменяет память. Проблему предымпульса обычно решают с помощью так называемых плазменных зеркал. Это прозрачные кристаллы, которые во время прихода импульса ионизируются. То есть предымпульс свободно сквозь них проходит, а основной импульс отражает от образующейся плазмы. Обычно пары таких зеркал хватает, чтобы почистить импульсы интенсивностью до 10²⁰ Вт/см².
охлаждается жидким гелием до температуры -190 градусов Цельсия.Имелся ввиду азот или -269C?
Нет, имелся в виду именно жидкий гелий и именно -190С. Расскажу поподробнее про охлаждение.
Во-первых, температура это выбрана не случайно, именно при ней у кристалла титан-сапфира наибольшая теплопроводность, то есть мы эффективнее всего можем отводить тепло.
Теперь про тепло. Мы используем 8 — 10 Дж зеленой накачки, большая часть которых уходит в тепло. К сожалению, я не могу вспомнить точного набора причин, почему именно азот не подходит для этого. Мне кажется, что он не достаточно холодный. На этой неделе постараюсь уточнить и расскажу подробнее.
Если пытаться охладить наш кристалл жидким гелием до 4К, то, во-первых, гелия не напасешься, а во-вторых мы «выморозим» спектр усиления, что нам вот совсем не надо.
Во-первых, температура это выбрана не случайно, именно при ней у кристалла титан-сапфира наибольшая теплопроводность, то есть мы эффективнее всего можем отводить тепло.
Теперь про тепло. Мы используем 8 — 10 Дж зеленой накачки, большая часть которых уходит в тепло. К сожалению, я не могу вспомнить точного набора причин, почему именно азот не подходит для этого. Мне кажется, что он не достаточно холодный. На этой неделе постараюсь уточнить и расскажу подробнее.
Если пытаться охладить наш кристалл жидким гелием до 4К, то, во-первых, гелия не напасешься, а во-вторых мы «выморозим» спектр усиления, что нам вот совсем не надо.
Скажите, а что за история про металлический водород?
Например, здесь рассказано: geektimes.ru/post/285212
Здесь оригинальная статья в Science: science.sciencemag.org/content/355/6326/715
Здесь оригинальная статья в Science: science.sciencemag.org/content/355/6326/715
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Совершенно верно, от длительности накачки спектр излучения активной среды не зависит вообще никак.
Мы в лазере используем кристаллы титан-сапфира, и у них довольно широкий спектр. В нашей установке в начале он гауссовый с полушириной около 40 нм, если меня не подводит память.
Сам лазер может работать в двух режимах: непрерывном и импульсном. Первый режим нам совсем не интересен, а работа во втором достигается за счет метода пассивной синхронизации мод (passive mode-locking). Статья на Википедии про механизм, который используется почти во всех фемтосекундных лазерах, в том числе и в нашем, вот: en.wikipedia.org/wiki/Kerr-lens_modelocking
Наверное, стоит рассказать об этом подробнее попозже
Мы в лазере используем кристаллы титан-сапфира, и у них довольно широкий спектр. В нашей установке в начале он гауссовый с полушириной около 40 нм, если меня не подводит память.
Сам лазер может работать в двух режимах: непрерывном и импульсном. Первый режим нам совсем не интересен, а работа во втором достигается за счет метода пассивной синхронизации мод (passive mode-locking). Статья на Википедии про механизм, который используется почти во всех фемтосекундных лазерах, в том числе и в нашем, вот: en.wikipedia.org/wiki/Kerr-lens_modelocking
Наверное, стоит рассказать об этом подробнее попозже
Как вы полагаете, если протоны и электроны при своём ускорении поглощают фотоны, а при столкновении тех или других количество и энергия рождённых новых частиц пропорциональна количеству фотонов, поглощённых ускоренными частицами, то не говорит ли это о том, что все частицы в конечном итоге образованы их фотонов? Ведь и полная аннигиляция частиц тоже может рассматриваться как их распад на исходные фотоны? Да и в момент рождения Вселенной вряд ли в ней могли бы выжить более сложные частицы материи, чем фотоны.
Второй вопрос: если фотон определённой частоты/энергии может распадаться на два фотона, имеющих половинное значение частоты/энергии, то не говорит ли это о том, что фотоны высоких энергий образованы (состоят) из множества менее энергичных фотонов?
Я бы не смог быть физиком — фольгу, вроде как, жалко.
Кто же тот удивительный человек, что поставил этой публикации минус?
Хорошая статья, продолжайте в том же духе!
Небольшое замечание: 10^20 Вт/см2 — это уже релятивистская интенсивность для 800 нм, поэтому формулы для плазменной частоты и критической концентрации там меняются. И, соответственно, лазерный импульс проникнет в плазму меньше, чем предсказывают приведенные формулы.
Небольшое замечание: 10^20 Вт/см2 — это уже релятивистская интенсивность для 800 нм, поэтому формулы для плазменной частоты и критической концентрации там меняются. И, соответственно, лазерный импульс проникнет в плазму меньше, чем предсказывают приведенные формулы.
Да, это, несомненно, так. Я напишу об этом как-нибудь в другой раз!
Тем не менее, в рамках этого поста я решил не упоминать релятивистских эффектов, поскольку качественно они не очень сильно меняют картину происходящего. Такое вот первое приближение.
Тем не менее, в рамках этого поста я решил не упоминать релятивистских эффектов, поскольку качественно они не очень сильно меняют картину происходящего. Такое вот первое приближение.
Наоборот, импульс проникает глубже. Плазменная частота же эффективно понижается.
Вопрос не совсем по теме статьи, но возник по мере прочтения и всё меня мучает и никак не могу найти ответ в интернете.
Насколько я понимаю переносчиком электромагнитного взаимодествия является квант поля — фотон.
Как это вообще работает? Вот у нас есть поле и группа электронов или один электрон. Как это поле заставляет электроны двигаться? Источник поля посылает всё время фотоны которые говорят электроном что они «как-бы должны» притягиваться? Как часто и сколько фотонов посылается? С чем связано что у силовых линий есть определённая форма, если фотоны путешествуют по прямым линиям?
С фотонами ли связано то, что у вакуума есть определённая «диэликтрическая проницаемость» — фотоны не могут проникнуть глубже ибо поглощаются внешним слоем и соотвественно нету поля внутри?
Очень буду благодарен если кто обьяснит на пальцах, а то меня всё мучают и мучают эти вопросы, как работают все эти поля.
Насколько я понимаю переносчиком электромагнитного взаимодествия является квант поля — фотон.
Как это вообще работает? Вот у нас есть поле и группа электронов или один электрон. Как это поле заставляет электроны двигаться? Источник поля посылает всё время фотоны которые говорят электроном что они «как-бы должны» притягиваться? Как часто и сколько фотонов посылается? С чем связано что у силовых линий есть определённая форма, если фотоны путешествуют по прямым линиям?
С фотонами ли связано то, что у вакуума есть определённая «диэликтрическая проницаемость» — фотоны не могут проникнуть глубже ибо поглощаются внешним слоем и соотвественно нету поля внутри?
Очень буду благодарен если кто обьяснит на пальцах, а то меня всё мучают и мучают эти вопросы, как работают все эти поля.
Хорошие вопросы. По моему на пальцах Вам не ответят.
Фотон (как и любая другая частица) дуален — это и частица и волна.Кроме того его присутствие в каком либо месте пространства — описывается функцией вероятности.Взаимодействие вроде передается виртуальными фотонами, которых как бы и нет.
%как работают все эти поля% — кто бы знал… Пусть бросит в меня камень :)
Фотон (как и любая другая частица) дуален — это и частица и волна.Кроме того его присутствие в каком либо месте пространства — описывается функцией вероятности.Взаимодействие вроде передается виртуальными фотонами, которых как бы и нет.
%как работают все эти поля% — кто бы знал… Пусть бросит в меня камень :)
Поле не состоит из квантов, поле — это самодостаточная форма материи. Статическое поле существует вовсе без каких бы то ни было квантов.
Когда поле меняется — изменения поля "расходятся" во все стороны от источника с некоторой скоростью (для электромагнитого поля эта скорость равна скорости света). Эти волны как раз и состоят из квантов.
Если поле не меняется/постоянно и в область действия этого поля попадает частица, как она узнаёт что в этой области есть поле если оно неизменно? Есть ли у поля какой-нить рефреш рейт =)) или иной механизм, который скажет частице что вот в этой точке у меня такая-то сила и направление… как частица узнает если к ней не прилетит этот квант поля и не скажет об этом?
Залетевшей частице нет необходимости "узнавать" о поле, она с ним и так взаимодействует. Напомню — поле, это материя, оно объективно существует в той области пространства где локализована залетевшая частица.
Хм… если провести аналогию, то поле — это как поверхность воды. А кванты — это изменения уровня этой поверхности.
Например у нас есть резиновая уточка, которая плавает в бассейне.
Если в одном конце бассейна (дальнем от уточки) мы резко добавим воды. То уточка не сразу подымиться выше в бассейне, а через некоторое время, когда это изменение в виде волны дойдёт до неё.
В плане электрического поля подобная волна изменения уровня в бассейне будет фотонами? То есть суть фотонов это сообщить каждой точке о том что у них новый уровень?
Правильны ли мои рассуждения?
Если что подобное правльно, то сколько фотонов нужно чтобы сообщить об изменениях и я так поинмаю они должны охватить всё пространство вокруг источника изменений? Тоесть побывать в каждой точке пространства чтобы установить там новое значение?
Например у нас есть резиновая уточка, которая плавает в бассейне.
Если в одном конце бассейна (дальнем от уточки) мы резко добавим воды. То уточка не сразу подымиться выше в бассейне, а через некоторое время, когда это изменение в виде волны дойдёт до неё.
В плане электрического поля подобная волна изменения уровня в бассейне будет фотонами? То есть суть фотонов это сообщить каждой точке о том что у них новый уровень?
Правильны ли мои рассуждения?
Если что подобное правльно, то сколько фотонов нужно чтобы сообщить об изменениях и я так поинмаю они должны охватить всё пространство вокруг источника изменений? Тоесть побывать в каждой точке пространства чтобы установить там новое значение?
Нет никакого "сообщить". По полю распространяется волна, подчиняющаяся законам этого поля (для электромагнитного поля это будут уравнения Максвелла). Эту волну мы можем наблюдать как поток фотонов.
Прошу прощение, не совсем корректно выразился может.
Я имел ввиду что после того как квант/волна пройдёт через определённую точку в пространсвте, эта точка будет иметь другие характеристики.
В бассейне это уровень воды, у электромагнитного поля это что-то иное.
Можно ли считать что эта квант/волна изменений изменяет=устанавливает=сообщает=присваивает данной точке пространства новые характерстики.
Когда приходит волна от другого источника и например противоположного по направлению, волна считывает текущие характеристики и производит вычисления (например если направление противоположно то вычитает свою силу из того значения которое есть уже в этой точке)?
Я имел ввиду что после того как квант/волна пройдёт через определённую точку в пространсвте, эта точка будет иметь другие характеристики.
В бассейне это уровень воды, у электромагнитного поля это что-то иное.
Можно ли считать что эта квант/волна изменений изменяет=устанавливает=сообщает=присваивает данной точке пространства новые характерстики.
Когда приходит волна от другого источника и например противоположного по направлению, волна считывает текущие характеристики и производит вычисления (например если направление противоположно то вычитает свою силу из того значения которое есть уже в этой точке)?
Волна не "устанавливает" характеристики, волна — это и есть процесс изменения характеристик.
Тоесть кванты это процессы изменения характеристик электромагнитного поля и распростроняются по нему со скоростью света?
А как это работает с тем что кванты могут быть одиночные и иметь определённое направление движения?
Если например электрон движеться в пространстве, как заряженная частица влияющая на электромагнитное поле, должен ли он испускать кванты во всех направлениях что-бы обновить характеристики поля? Сколько нужно квантов/процессов что-бы охватить всё пространство?
Когда этот квант/процесс летить в одном направлении, я так понимаю он всё равно влияет/меняет характерстики поля не только по направлению движения?
А как это работает с тем что кванты могут быть одиночные и иметь определённое направление движения?
Если например электрон движеться в пространстве, как заряженная частица влияющая на электромагнитное поле, должен ли он испускать кванты во всех направлениях что-бы обновить характеристики поля? Сколько нужно квантов/процессов что-бы охватить всё пространство?
Когда этот квант/процесс летить в одном направлении, я так понимаю он всё равно влияет/меняет характерстики поля не только по направлению движения?
Ничего не мешает одному фотону лететь сразу во всех направлениях. А сколько там их будет излучаться — зависит от энергии и частоты излучения.
То есть фотон можно представить как расширяющуюся сферу с центром в виде источника заряда? Эта сфера при расширении влияет на все точки пространства через которые она проходит.
А как это связано с тем что фотон может быть поглощён определёной частицой на пути своего движения. Что станет с той информацией что он нёс? Никого обновления электромагнитного поля после этого? Ведь фотон то «сьеден»?
То есть скажем фотон пролетел 1 метр от частицы и был поглощён, значит только сфера радиусом 1 метр будет оповещена об изменениях?
А как это связано с тем что фотон может быть поглощён определёной частицой на пути своего движения. Что станет с той информацией что он нёс? Никого обновления электромагнитного поля после этого? Ведь фотон то «сьеден»?
То есть скажем фотон пролетел 1 метр от частицы и был поглощён, значит только сфера радиусом 1 метр будет оповещена об изменениях?
При таком КПД и потребляемой мощности, все должно не мало греться. Не заметил оборудование охлаждения.
Почти все лазеры охлаждаются водой. Обычно система двухконтурная: сам лазер охлаждается деионизированной водой по замкнутому контуру, а в источнике питания стоит теплообменник, через который мы пускаем просто водопроводную воду. Все шланги уложены аккуратно под полом, поэтому их не видно на фотографиях
Если не секрет, кто вас финансирует? Можете ли вы корректировать бюджет?
Не пробовали полиэтиленовую фольгу взять — там только углеводород? Или еще можно тяжелую воду испарять через каппиляр в фокусе лазера завести и дейтерий получать. Или гелий тотже?
Большие ускорители нужны чтобы делать Резерфордовское обратное рассеяние (у нас по крайней мере). Видимо Вам тоже спектроскопию придется в какойто момент добавить?
Большие ускорители нужны чтобы делать Резерфордовское обратное рассеяние (у нас по крайней мере). Видимо Вам тоже спектроскопию придется в какойто момент добавить?
Принципиальной разницы между материалом фольги нет, поскольку нас заботят только несколько поверхностных слоев с водородом на задней стенке мишени.
К сожалению, без твердой или хотя бы жидкой мишени ионы не ускоряются в той конфигурации, которую используем мы. Да и для жидкостей придется перебирать всю систему, поэтому объективных причин для такой модернизации нет.
Пока наши исследования логично следуют одно из другого, и спектроскопию добавлять смысла нет на нынешнем этапе. Кроме этого, для спектроскопии лучше иметь непрерывный поток частиц, а у нас импульсы, притом без ярко выраженной частоты повторений, так называемый single-shot
К сожалению, без твердой или хотя бы жидкой мишени ионы не ускоряются в той конфигурации, которую используем мы. Да и для жидкостей придется перебирать всю систему, поэтому объективных причин для такой модернизации нет.
Пока наши исследования логично следуют одно из другого, и спектроскопию добавлять смысла нет на нынешнем этапе. Кроме этого, для спектроскопии лучше иметь непрерывный поток частиц, а у нас импульсы, притом без ярко выраженной частоты повторений, так называемый single-shot
Мне кажется логичным для физики достоверно знать, что измеряется. К примеру взять точно известную систему — гелий или водород. Иначе как вы будете фундаментальные свойства (не знаю какие точно Вас интересуют) привязывать? П.С. Я работал немного над двойной ионизацией гелия и чистота газа имела колоссальное значение. Как и то, что это именно гелий, для которого известны электронные конфгурация и атомное строение.
Жидкую мишень я вам и не советую в вакууме, а вот газовый натекатель легко делается.
На счет спектроскопии понятно, но масс спектрометр не помешал бы. Про другие методы анализа поверхности и заряженных частиц промолчу :) Понятно, что проект всегда можно улучшать, а ресурсы и время ограничены
Жидкую мишень я вам и не советую в вакууме, а вот газовый натекатель легко делается.
На счет спектроскопии понятно, но масс спектрометр не помешал бы. Про другие методы анализа поверхности и заряженных частиц промолчу :) Понятно, что проект всегда можно улучшать, а ресурсы и время ограничены
Масс-спектрометр нам не очень нужен, его в нашем случае вполне может заменить парабола Томсона (комбинация магнита и электрического поля), над которой мы сейчас трудимся, поскольку мы точно знаем, какие ионы у нас летят.
Мы достоверно знаем, что измеряем только свойства пучка протонов (только они долетают до детектора), для этого нам достаточно упомянутой выше установки.
Естественно, мы тоже за чистоту эксперимента, но 20% усилий приносят 80% результата, как известно. Часто чистоты полученного результата хватает для выводов об исследуемом объекте. Если их не хватает, то эксперимент переделывается с некоторыми поправками, но это случается достаточно редко. Как бы странно это ни прозвучало, часто приходится полагаться на интуицию при прикидывании чистоты эксперимента.
Такой подход, естественно, прощается только с твердыми телами. Если работать с газами, то появляется куча заморочек совершенно иного порядка. Например, за соседней дверью от нашей товарищи занимаются генерацией аттосекундных импульсов и высоких гармоник. Им важна не только чистота газа, но и то, насколько пучок лазера дрейфует от выстрела к выстрелу, а это микрорадианы
Мы достоверно знаем, что измеряем только свойства пучка протонов (только они долетают до детектора), для этого нам достаточно упомянутой выше установки.
Естественно, мы тоже за чистоту эксперимента, но 20% усилий приносят 80% результата, как известно. Часто чистоты полученного результата хватает для выводов об исследуемом объекте. Если их не хватает, то эксперимент переделывается с некоторыми поправками, но это случается достаточно редко. Как бы странно это ни прозвучало, часто приходится полагаться на интуицию при прикидывании чистоты эксперимента.
Такой подход, естественно, прощается только с твердыми телами. Если работать с газами, то появляется куча заморочек совершенно иного порядка. Например, за соседней дверью от нашей товарищи занимаются генерацией аттосекундных импульсов и высоких гармоник. Им важна не только чистота газа, но и то, насколько пучок лазера дрейфует от выстрела к выстрелу, а это микрорадианы
Замечу, что именно поверхностные эффекты в твердом теле никаких упрощений экспериента не прощают. Некоторые поверхности кристаллов приходится неделями подготоваливать (электронные спиновые зеркала по своему опыту знаю). С газом как раз на мой взгляд проще работать — изначально чистый, так как теоретики свойства чаще всего как раз для свободного атома считают. Но я понимаю, вас как именно водород в поверхности ионизируется не очень интересует. Хотя имея пульсовый лазер можно в аттосекундную физику влезть :)
Вообще идея классная конечно. Сделать протонный высокоэнергетичный источник компактным — это мечта :). А если он пульсовый — еще лучше.
П.С. Не добавите пару референсов, где публикации по теме эксперимента смотреть?
Вообще идея классная конечно. Сделать протонный высокоэнергетичный источник компактным — это мечта :). А если он пульсовый — еще лучше.
П.С. Не добавите пару референсов, где публикации по теме эксперимента смотреть?
Я как раз упоминал, что за соседней дверью как раз влезли и в высокие гармоники, и в аттосекунды, притом вполне успешно.
Вот одна обзорная статья 2010 года: www.researchgate.net/publication/221907266_Laser-based_Particle_Acceleration
Из нее я, кстати, картинку резонансного поглощения свистнул.
Вот еще одна: arxiv.org/abs/1302.1775
Эта посвежее, но теория там более зубодробительная
Вот одна обзорная статья 2010 года: www.researchgate.net/publication/221907266_Laser-based_Particle_Acceleration
Из нее я, кстати, картинку резонансного поглощения свистнул.
Вот еще одна: arxiv.org/abs/1302.1775
Эта посвежее, но теория там более зубодробительная
Здесь же речь идёт о разогреве плазмы до миллионов кельвин. Никаких твердотельных свойств у материалов там уже не остаётся. Вещество очень быстро превращается в релятивистскую плазму, поэтому особой подготовки поверхности не требуется.
P.S. Есть, кстати, довольно старенький обзор на русском языке, который когда-то написали мы с коллегами: ufn.ru/ru/articles/2011/1/c Ещё несколько были опубликованы в 2015 году: ufn.ru/ru/articles/2015/1
P.S. Есть, кстати, довольно старенький обзор на русском языке, который когда-то написали мы с коллегами: ufn.ru/ru/articles/2011/1/c Ещё несколько были опубликованы в 2015 году: ufn.ru/ru/articles/2015/1
Я извиняюсь — но может стоит назвать статья немного иначе? Я заглянул почитать про «лазер из фольги», которым можно выбивать протоны, а тут просто лазер, которым из фольги выбивают протоны…
Просто поменять порядок слов — «выбивание протонов из фольги лазером»(или выбивание из фольги протонов лазером) ВСЁ — и никаких кривочтений.
Просто поменять порядок слов — «выбивание протонов из фольги лазером»(или выбивание из фольги протонов лазером) ВСЁ — и никаких кривочтений.
Неплохая статья, но содержит неточности.
В частности, при 10²⁰ Вт/см² резонансное поглощение не играет существенной роли из-за релятивистских эффектов — резонанс банально размывается в пространстве. Электроны греются в предплазме чисто за счёт прямого ускорения в поле лазерной волны. Плюс, возможно, играет роль «вакуумный» нагрев, но это надо смотреть внимательнее — это зависит от величины градиентов в предплазме.
А вообще, передавайте привет Olle Lundh и Claes-Göran Wahlström!
В частности, при 10²⁰ Вт/см² резонансное поглощение не играет существенной роли из-за релятивистских эффектов — резонанс банально размывается в пространстве. Электроны греются в предплазме чисто за счёт прямого ускорения в поле лазерной волны. Плюс, возможно, играет роль «вакуумный» нагрев, но это надо смотреть внимательнее — это зависит от величины градиентов в предплазме.
А вообще, передавайте привет Olle Lundh и Claes-Göran Wahlström!
а вы не пробовали стрелять по гидрогенизированному кремнию? его можно сделать тонкопленочным (хоть нанометры) и на какой нибудь подложке, прозрачной для 800 нм? или на металлической фольге…
или может по каким нибудь материалам способным хранить большое количество водорода? (на основе магния?)
или может по каким нибудь материалам способным хранить большое количество водорода? (на основе магния?)
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Ускорение протонов лазером из кусочка фольги