Дэвид Старк (David Stark), Том Тонциан (Toma Toncian) и Алексей Арефьев (Alexey Arefiev), исследователи из Техасского университета в Остине, нашли новый способ получения гамма-лучей при помощи луча лазерного света, поражающего мишень специальной формы, изготовленную из особого вида пластика. Результаты этого исследования еще не получили экспериментального подтверждения, но расчет сложных математических моделей подтверждает, что новый метод может лечь в основу недорогих и простых источников, позволяющих получить интенсивные гамма-лучи и которые можно применять в широком ряде областей науки и техники.
Гамма-лучи в настоящее время используются в самых разнообразных академических и практических областях, начиная от исследований ядерного синтеза и заканчивая их использованием в медицинских целях. Но для получения гамма-лучей достаточной интенсивности применяются громоздкие и дорогостоящие установки, в которых преимущественно используются лазеры на свободных электронах, лучи которых ударяют в мишени из особых материалов.
В новом подходе используется абсолютно другой принцип. Интенсивный луч лазерного света ударяет в пластиковую мишень, что приводит к формированию облака плазмы, состоящей из положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных электронов. Помимо образования плазмы луч лазерного света толкает ее вперед, а движение плазмы создает сильное локальное магнитное поле, которое действует как ускоритель для электронов. Движение разогнанных электронов приводит в возникновению синхротронного эффекта и гамма-лучей, направленных в строну, обратную направлению лазерного луча.
Практическая реализация такого метода получения гамма-лучей может столкнуться с некоторыми проблемами. Интенсивный луч лазерного света, ударяющий в пластиковую мишень и превращающий часть материала в плазму, может вызвать деформацию или даже разрушение мишени в целом. В случае деформации мишени это приведет к излучению нестабильного потока гамма лучей. Для решения этой проблемы исследователи рассчитали размеры и форму мишени, оказалось, что формирование мишени в виде длинного круглого канала позволит избежать нежелательных эффектов и это приведет к формированию стабильного потока гамма-лучей.
Пока исследователи еще не уверены, будет ли работать такой метод в реальном мире должным образом. Но некоторые группы физиков-экспериментаторов уже готовы взяться на практическую проверку этой теоретической идеи и в случае успеха новый метод создания интенсивного потока гамма-лучей может стать очень полезным инструментом, как для научно-исследовательских работ в области физики, так и для области практического применения.
