কমপ্যাক্ট গ্যাস প্যাডেল লেজারের জেগে ইলেকট্রনগুলিকে সার্ফ করতে দিয়ে কয়েক বিলিয়ন ইলেকট্রন ভোল্ট শক্তি উৎপন্ন করে

কণা গ্যাস প্যাডেলগুলিতে সেমিকন্ডাক্টর অ্যাপ্লিকেশন, মেডিকেল ইমেজিং এবং থেরাপি এবং উপকরণ, শক্তি এবং চিকিৎসা গবেষণার জন্য দুর্দান্ত সম্ভাবনা রয়েছে। কিন্তু ঐতিহ্যবাহী গ্যাস প্যাডেলগুলি চালানোর জন্য একটি বড় জায়গার প্রয়োজন হয়, খুব ব্যয়বহুল এবং শুধুমাত্র কয়েকটি জাতীয় পরীক্ষাগার এবং বিশ্ববিদ্যালয়ে পাওয়া যায়। জার্নাল ম্যাটার অ্যান্ড রেডিয়েশন ইন এক্সট্রিম কন্ডিশনের সর্বশেষ সংখ্যা অনুসারে, অস্টিনের টেক্সাস বিশ্ববিদ্যালয় সহ গবেষকদের একটি দল অ্যাডভান্সড লেজার টেইল ফিল্ড এক্সিলারেটর নামে 20 মিটারের কম দৈর্ঘ্যের একটি কমপ্যাক্ট কণা গ্যাস প্যাডেল প্রদর্শন করেছে, যা একটি 10 বিলিয়ন ইলেকট্রন ভোল্টের শক্তি সহ ইলেক্ট্রন মরীচি।
মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে বর্তমানে কেবল দুটি গ্যাস প্যাডেল রয়েছে যা এত উচ্চ ইলেকট্রন শক্তিতে পৌঁছাতে পারে, তবে উভয়ই 3 কিলোমিটার দীর্ঘ। এখন, গবেষকরা 10 সেন্টিমিটারের মধ্যে একটি চেম্বারে এই ধরনের উচ্চ শক্তি অর্জন করতে পারেন।
লেজার ওয়েক ফিল্ড গ্যাস প্যাডেলগুলি একটি অত্যন্ত শক্তিশালী লেজারের সাহায্যে হিলিয়াম গ্যাস নিক্ষেপের নীতির উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয় যা এটিকে একটি প্লাজমাতে উত্তপ্ত করে এবং তরঙ্গ তৈরি করে যা গ্যাস থেকে ইলেক্ট্রনগুলিকে ছিটকে দেয়, একটি উচ্চ-শক্তি ইলেকট্রন বিম তৈরি করে। ধারণাটি 1979 সালে প্রস্তাবিত হওয়ার পর থেকে ব্যাপকভাবে প্রচারিত হয়েছে।
এই সময়, গবেষণা দলের মূল অগ্রগতি ন্যানো পার্টিকেলগুলির উপর নির্ভর করে। একটি অক্জিলিয়ারী লেজার গ্যাস চেম্বারের ভিতরে একটি ধাতব প্লেটকে আঘাত করে, যা ধাতব ন্যানো পার্টিকেলের একটি প্রবাহকে ইনজেক্ট করে যা তরঙ্গ থেকে ইলেকট্রনে স্থানান্তরিত শক্তিকে উন্নত করে।
লেজারের উপরিভাগে স্কিমিং করা নৌকার মতো লেজার একটি জেগে ওঠে এবং ইলেকট্রনগুলি এই প্লাজমা তরঙ্গটিকে একটি জেগে ওঠা সার্ফারের মতো চালায়। গবেষকরা এটিকে একজন সার্ফারের অনিয়ন্ত্রিত তরঙ্গে প্রবেশের অসুবিধার সাথে তুলনা করেন, তাই সাধারণত একটি মোটরবোট সার্ফারকে তরঙ্গের মধ্যে টেনে নিয়ে যায়। নতুন গ্যাস প্যাডেলে, ন্যানো পার্টিকেলগুলি একটি মোটরবোটের সমতুল্য, সঠিক সময়ে এবং সঠিক সময়ে তাদের ইলেকট্রনগুলিকে ছেড়ে দেয়, তাই তারা সবাই লেজের তরঙ্গটিকে "সার্ফ" করতে পারে।
তাদের পরীক্ষায়, গবেষকরা বিশ্বের সবচেয়ে শক্তিশালী স্পন্দিত লেজারগুলির মধ্যে একটি, টেক্সাস টাইল লেজার ব্যবহার করেছেন, যা প্রতি ঘন্টায় একবার আলোর একটি অতি-শক্তিশালী স্পন্দন নির্গত করে, কিন্তু মাত্র 150 ফেমটোসেকেন্ড স্থায়ী হয়।
দলটি বর্তমানে বিভিন্ন উদ্দেশ্যে তাদের গ্যাস প্যাডেলের ব্যবহার অন্বেষণ করছে, যেমন বিকিরণ প্রতিরোধ করার জন্য স্পেস ইলেকট্রনিক্সের ক্ষমতা পরীক্ষা করা, চিপ ডিজাইনের 3D অভ্যন্তরীণ ছবি তোলা এবং এমনকি নতুন ক্যান্সার থেরাপি এবং উন্নত চিকিৎসা ইমেজিং কৌশল বিকাশ করা।
গ্যাস প্যাডেলটি এক্স-রে ফ্রি-ইলেক্ট্রন লেজারকে পাওয়ার জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে, এমন একটি যন্ত্র যা পরমাণু- বা আণবিক-স্কেল ইভেন্ট যেমন ড্রাগ-সেল মিথস্ক্রিয়া, ব্যাটারির অভ্যন্তরে পরিবর্তনের মতো স্লো-মোশন সিনেমা নিতে পারে যা আগুনের কারণ হয়। শুরু করার জন্য, একটি সৌর প্যানেলের ভিতরে রাসায়নিক বিক্রিয়া, এবং ভাইরাল প্রোটিনগুলি কোষকে সংক্রমিত করার সাথে সাথে যেভাবে আকার পরিবর্তন করে।