INFN-LNF Laboratori Nazionali di Frascati
In un articolo recentemente pubblicato su Physical Review Letters, il gruppo SPARC_LAB ha presentato un nuovo metodo per deviare e guidare fasci di elettroni relativistici lungo percorsi curvi utilizzando campi magnetici generati da una scarica di corrente che si propaga in un plasma confinato in un capillare curvo. Questo approccio pionieristico promette di mitigare in modo significativo gli effetti di dispersione cromatica comunemente riscontrati con i dipoli magnetici convenzionali, segnando un sostanziale passo avanti nel campo.
I risultati sperimentali dimostrano che la guida dei fasci di elettroni attraverso questa tecnica basata sul plasma è notevolmente meno influenzata dalla dispersione cromatica, un fenomeno in cui particelle di energie diverse seguono percorsi leggermente diversi. Simulazioni numeriche avanzate supportano questi risultati, indicando che aumentando le correnti di scarica, il dispositivo può essere reso non affetto da dispersione.
Secondo Riccardo Pompili, responsabile delle attività dell’acceleratore SPARC_LAB e Principal Investigator dell’esperimento, “i risultati ottenuti presso SPARC_LAB seguono studi precedenti su lenti attive al plasma e mostrano che lo stesso principio di funzionamento può essere applicato a geometrie curve con l’obiettivo di guidare e deviare fasci di particelle relativistiche mediante un dispositivo basato sul plasma. A questo scopo è stata utilizzata una scarica ad alta corrente che scorre all’interno di un capillare curvo contemporaneamente al fascio. È stata necessaria un’intensa attività di ricerca e sviluppo per sviluppare il circuito di scarica ad alta corrente in grado di raggiungere 2,2 kA di corrente di picco. I risultati mostrano che la guida è stata ottenuta correttamente e, a differenza dei magneti di flessione convenzionali, può essere resa acromatica (cioè non influenzata dalla diffusione dell’energia del raggio) regolando la corrente di scarica”.
Lo studio evidenzia il potenziale di questo metodo innovativo per aprire la strada agli acceleratori di particelle compatti di prossima generazione. Se paragonata alla tecnologia convenzionale, la sua implementazione pratica sarebbe molto conveniente in termini di dimensioni e costi. Tale tecnologia rappresenta quindi una soluzione innovativa per sviluppare linee di fascio ultracompatte per acceleratori esistenti o di prossima generazione. Questo sviluppo segna un passo promettente verso tecnologie di accelerazione delle particelle più compatte, versatili ed economiche.
Further reading:
Pompili et al. Phys. Rev. Lett. 132, 215001