Spettri di elettroni a seconda dell'impostazione dell'acceleratore. A sinistra:sintonizzato sul funzionamento a grappolo singolo, A destra:sintonizzato sul funzionamento a doppio grappolo mentre si modifica l'energia del secondo grappolo. Credito:Johannes Wenz, LMU
I ricercatori della LMU hanno costruito il primo acceleratore di particelle a guida laser in grado di generare coppie di fasci di elettroni con energie diverse.
Le sorgenti di radiazioni basate su acceleratori di particelle sono uno strumento indispensabile nella fisica e nella medicina moderne. Alcuni degli esemplari più grandi, come l'LHC di Ginevra o l'European XFEL di Amburgo, sono tra gli strumenti scientifici più complessi (e costosi) mai costruiti. Ora, fisici laser presso LMU e il Max Planck Institute for Quantum Optics (MPQ), hanno sviluppato un acceleratore di particelle azionato da laser che non solo è in grado di produrre fasci di elettroni accoppiati con energie diverse, ma è anche molto più compatto ed economico rispetto ai modelli convenzionali.
Questa impresa non rappresenta solo una svolta significativa nel controllo degli acceleratori di particelle azionati dal laser, apre nuove prospettive per la ricerca sul comportamento della materia su scale temporali ultracorte. I risultati gettano le basi per una nuova generazione di esperimenti in dinamica ultraveloce per il nuovo metodo genera grappoli di elettroni accoppiati distanti solo pochi femtosecondi (un femtosecondo è un milionesimo di miliardesimo di secondo).
Il gruppo Karsch ha già avviato la costruzione della prossima generazione della sua nuova sorgente di radiazioni. Con il laser ATLAS-3000 nel nuovo Center for Advanced Laser Applications (CALA) della LMU, stanno mettendo in servizio uno dei laser più potenti al mondo. Le potenziali applicazioni mediche della capacità appena acquisita di creare fasci di elettroni a doppia energia possono ora essere esplorate, come lo sviluppo del compatto, sorgenti laser a raggi X per scopi diagnostici.