L'esperimento AWAKE del CERN fa progredire l'accelerazione di scia di plasma per la fisica delle alte energie

L'esperimento AWAKE del CERN è pioniere nell'accelerazione di scia di plasma, impiegando un fascio di protoni per generare scie per l'accelerazione degli elettroni. Questo metodo innovativo offre un'alternativa rivoluzionaria alle tecnologie di accelerazione convenzionali, che sono limitate dai rischi di guasto a gradienti più elevati. AWAKE utilizza un fascio di protoni del Super Protone Sincrotrone (SPS) per pilotare scie in una sorgente di plasma, accelerando un fascio di elettroni. La fase iniziale dell'esperimento ha dimostrato la fattibilità di questo approccio, raggiungendo l'accelerazione degli elettroni a 2 GeV su 10 metri. La fase attuale, AWAKE Run 2, mira a raggiungere energie comprese tra 4 e 10 GeV mantenendo la qualità del fascio. Gli obiettivi futuri includono il ridimensionamento della sorgente di plasma per ottenere un'accelerazione superiore a 10 GeV e la proposta di esperimenti di fisica delle particelle utilizzando fasci di elettroni ad alta energia. Le potenziali applicazioni includono l'indagine sui fotoni oscuri, l'esplorazione dell'elettrodinamica quantistica di campo forte e lo sviluppo di una fabbrica di Higgs. La tecnologia può anche avvantaggiare esperimenti a bersaglio fisso e laser a elettroni liberi.