Ожидается, что новый ускоритель под названием Thor будет в 40 раз эффективнее машины Sandia National Laboratories Z, самого большого и мощного в мире импульсного ускорителя, когда речь идет о создании давления для изучения материалов в экстремальных условиях. Новый ускоритель может стать огромным, когда дело дойдет до лучшего понимания физики нашего мира.
«Магнитное поле Тора достигнет примерно миллиона атмосфер, что примерно соответствует давлению в ядре Земли», — заявил в пресс-релизе ведущий физик-теоретик проекта Дэвид Рейсман.
Хотя Thor не может сравниться с машиной Z, создающей 5 миллионов атмосфер, завершенный Thor будет меньше — 2000, а не 10 000 квадратных футов — и будет значительно более эффективным за счет усовершенствований конструкции, в которых используются сотни небольших конденсаторов вместо нескольких больших, как в Z.
Это последнее изменение напоминает трансформацию компьютерной архитектуры, при которой чрезвычайно мощная компьютерная микросхема была заменена множеством относительно простых микросхем, работающих согласованно, или эволюцию от нескольких высоковольтных электронных ламп к компьютерам, работающим от гораздо большего числа низковольтных твердотельных переключателей.
Главным преимуществом в плане эффективности является то, что в то время как конденсаторы размером со слона в Z требуют больших переключателей для сокращения электрического импульса машины с микросекунды до 100 наносекунд, что влечет за собой большее воздействие, переключатели в Thor мгновенно разряжают ток импульсом длительностью 100 наносекунд, исключая потери энергии, неизбежные при сжатии длинного импульса.
Когда Тор будет завершен, он должен достичь давления в 1 миллион атмосфер. Это может раскрыть немного больше информации о материалах, а также о физике в нашем мире.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Special Topics-Accelerators and Beams.