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News: Laser setzt energiereiche Ionen-Jets frei

Forscher konnten zum ersten Mal Fluor- und Kohlenstoffionen auf hohe Energien beschleunigen, indem sie eine dünne Materialprobe (Target) von hinten mit intensivem Laserlicht beschienen. Dazu nutzten die Wissenschaftler eine leistungsstarke Laserquelle des Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses im französischen Palaiseau.

Die 300 Femtosekunden kurzen Laserpulse setzten in der kurzen Zeit eine Leistung von 5·1019 Watt pro Quadratzentimeter um. Das dadurch erzeugte elektrische Feld am Target war mit mehr als 1012 Volt pro Meter rund zehnmal größer als das Feld, dass ein Elektron im Wasserstoffatom hält. Ein Laserpuls löste so etwa zehn Billionen Ionen aus und beschleunigte sie auf einer Distanz von nur zehn Mikrometern auf Energien von bis zu 100 Megaelektronenvolt. In normalen Beschleunigern bedarf es mindestens 100 Meter Anlauf, um Ionen auf derart hohe Energien zu bringen.

Die Ionen-Jets lassen sich beispielsweise für Fusionsexperimente aber auch für medizinische Zwecke nutzen. Mit ihnen kann man 100 Mikrometer große Proben in wenigen Pikosekunden auf rund 100 000 Kelvin erhitzen.

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  • Quellen
Physics News Update
Physical Review Letters 89: 085002 (2002)

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