Progettazione di una struttura accelerante dielettrica che supporta un modo TE210-like perturbato

L’invenzione consiste nella proposta di un metodo per accelerare particelle subatomiche (protoni e ioni leggeri) basato su guide a cristallo fotonico integrati su chip in grado di guidare la radiazione ottica al proprio interno. Queste strutture sono realizzate con materiali dielettrici che vengono perturbate per far nascere la componente assiale di campo in grado di accelerare e “bunchare” particelle cariche.

Come funziona?

L’invenzione riguarda una struttura dielettrica per il confinamento di un campo elettromagnetico TE210 (TE210-like) che viene perturbata per far nascere una componente assiale di campo in grado di accelerare e “bunchare” particelle cariche. La struttura dielettrica concepita dà la possibilità di utilizzare acceleratori dielettrici operanti a lunghezze d’onda ottiche per accelerazione di particelle a velocità sub-relativistiche, consentendo il bunching e la prima parte di accelerazione a bassa energia che viene effettuata tra la sorgente di protoni / adroni integrata e le successive sezioni acceleranti ad alta energia. Una struttura di questo tipo consente una miniaturizzazione e compattezza maggiore senza compromettere l’efficienza del dispositivo, anzi, tra i vantaggi di questa tecnologia, il processo di micro-bunching avviene ad un’efficienza maggiore e i gradienti di campo longitudinale sono molto più ampi rispetto ai dispositivi tradizionali.

Applicazioni

• Medicale;
• Sicurezza;
• Industriale;
• Energia (Fusione Termonucleare).

Vantaggi

• Possibili gradienti di campo longitudinale molto più alti rispetto agli RFQ metallici;
• Compattezza/miniaturizzazione di 4 ordini di grandezza;
• Economie di scala nella produzione;
• Maggiori efficienze nel processo di micro-bunching, e una maggiore compatibilità con successive sezioni p-DLA.