Eksperyment AWAKE w CERN rozwija akcelerację plazmową dla fizyki wysokich energii

Eksperyment AWAKE w CERN jest pionierem w dziedzinie akceleracji plazmowej, wykorzystując wiązkę protonów do generowania pól wakefield do przyspieszania elektronów. Ta innowacyjna metoda oferuje rewolucyjną alternatywę dla konwencjonalnych technologii akceleracji, które są ograniczone ryzykiem przebicia przy wyższych gradientach. AWAKE wykorzystuje wiązkę protonów z Super Proton Synchrotron (SPS) do napędzania pól wakefield w źródle plazmy, przyspieszając wiązkę elektronów. Początkowa faza eksperymentu wykazała wykonalność tego podejścia, osiągając przyspieszenie elektronów do 2 GeV na odcinku 10 metrów. Obecna faza, AWAKE Run 2, ma na celu osiągnięcie energii między 4 a 10 GeV przy zachowaniu jakości wiązki. Przyszłe cele obejmują skalowanie źródła plazmy w celu osiągnięcia przyspieszenia powyżej 10 GeV i zaproponowanie eksperymentów z fizyki cząstek elementarnych wykorzystujących wiązki elektronów o wysokiej energii. Potencjalne zastosowania obejmują badanie ciemnych fotonów, eksplorację kwantowej elektrodynamiki silnego pola i rozwój fabryki Higgsa. Technologia ta może również przynieść korzyści eksperymentom z tarczą stałą i laserom na swobodnych elektronach.