Thí nghiệm AWAKE của CERN thúc đẩy gia tốc trường thức plasma cho vật lý năng lượng cao

Thí nghiệm AWAKE của CERN đang tiên phong trong việc gia tốc trường thức plasma, sử dụng chùm tia proton để tạo ra các trường thức cho sự gia tốc electron. Phương pháp sáng tạo này cung cấp một giải pháp thay thế mang tính cách mạng cho các công nghệ gia tốc thông thường, vốn bị giới hạn bởi rủi ro hỏng hóc ở độ dốc cao hơn. AWAKE sử dụng chùm tia proton từ Super Proton Synchrotron (SPS) để điều khiển các trường thức trong nguồn plasma, do đó làm tăng tốc chùm tia electron. Giai đoạn ban đầu của thí nghiệm đã chứng minh tính khả thi của phương pháp này, đạt được gia tốc electron lên tới 2 GeV trên 10 mét. Giai đoạn hiện tại, AWAKE Run 2, nhằm mục đích đạt được năng lượng từ 4 đến 10 GeV trong khi vẫn duy trì chất lượng chùm tia. Các mục tiêu trong tương lai bao gồm mở rộng quy mô nguồn plasma để đạt được gia tốc trên 10 GeV và đề xuất các thí nghiệm vật lý hạt sử dụng chùm tia electron năng lượng cao. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm điều tra các photon tối, khám phá điện động lực học lượng tử trường mạnh và phát triển nhà máy Higgs. Công nghệ này cũng có thể mang lại lợi ích cho các thí nghiệm mục tiêu cố định và laser electron tự do.