ВНИМАНИЕ! На форуме завершено голосование в конкурсе - астрофотография месяца - ИЮЛЬ!
0 Пользователей и 4 Гостей просматривают эту тему.
Лазеры стационарные, равномерно расположенные вдоль всего тора, с кольцом посередине. Стенки тора зеркальные, лазеры сфокусированы на кольце, лучи лазеров направлены почти по касательной к кольцу.
Попадая на кольцо лазерный луч частично поглощается вольфрамом, частично отражается от него.
только
Ничего хранить не надо. Просто обычная имиьация звездного ветра. Только более сильного и быстрого. И направленного. Вплоть до того, что ядерные и термоядерные взрывы в мощных магнитных полях устраивать.
Можно и [воронёную] сталь — рост теплоотдачи в 16 раз за счёт температуры перекроет низкую теплопроводность.
Цитата: Vavanzer от 31 Мар 2025 [10:19:14]Та же пушка, но на фотонах, с зеркальными пулями + ЭМ резонатор (в стволе). Тогда Александр не представляет что такое "оптический резонатор". Этот "оборот" в контексте лазерной техники это своеобразный оксюморон(шутка первых лазерщиков). Это не тот или иной резонатор в который накачана энергия циркулирующая между статическим и динамическим ее накопителями, а два зеркала между которыми какая-то энергия циркулирует какой-то период времени. Такая "суперДобротность"(~Q=10^6) не реализуется вне системы постоянной накачки ("альбедо" зеркал было бы фантастическим) и показывает не столько отражательные способности зеркал(а вернее вообще не их) сколько отношение излучаемой частоты к полосе излучения(по уровню половинной мощности на краях). Наиболее близкая аналогия из радиотехники - регенеративный приемник, у его резонатора есть определенная добротность обозначающая отношение циркулирующей энергии к выбывающей с одной стороны и отношение его собственной частоты к полосе половинной мощности с другой. Но вот схема включается и "природная" добротность резонатора уже играет "малую рояль" почти не сказываясь на работе прибора. Физически из контура выбывает все та же порция энергии за единицу времени, но схема регенерации вкачивает заметно больше. В результате мы наблюдаем "суперДобротность" и заметное сужение полосы пропускания при той же собственной частоте резонатора. Сделали ли мы супериндуктор без активных потерь? Нет... Так и здесь.Цитата: Vavanzer от 31 Мар 2025 [10:19:14]В итоге, нам надо намного меньше энергии вкачивать, по сравнению с обычной схемой, когда стреляют в зеркало стационарным лазером!)) Всего энергии нужно столько же. Было бы странно другое. Но я понял что это попытка маломощным лазером выстрелить как мощным. Вроде выстрела из гаубицы в котором вместо кратковременного одиночного взрыва за время до покидания ствола снарядом производится ряд более слабых. Ну что здесь сказать. Туповатые ученые получают десяток процентов в своем лазере и рады. Но пришел Александр Овчар и получил в поршневом(!!!) оптическом накопителе 100% эффективность. Что сказать... Браво! Браво маэстро!
Та же пушка, но на фотонах, с зеркальными пулями + ЭМ резонатор (в стволе).
В итоге, нам надо намного меньше энергии вкачивать, по сравнению с обычной схемой, когда стреляют в зеркало стационарным лазером!))
2.4 Переработка фотонов для большей тяги и эффективностиЭффективность фотонного привода можно повысить, повторно используя фотоны, отраженные отражателем космического корабля в эффективном режиме оптического резонатора, чтобы получить множественные отражения фотонов. Это известно как рециркуляция фотонов. Это не новая концепция, и ей уже несколько десятилетий. Однако мы увидим, что она значительно усложняет оптику системы и в первую очередь полезна на низких скоростях и коротких дистанциях. В случае рециркуляции фотонов фотоны отражаются вперед и назад в оптической полости, один конец которой является отражателем космического корабля, а другой конец — относительно более массивным (называемым здесь фиксированным) зеркалом [12] . Полная мощность на зеркале космического корабля задает силу, действующую на космический корабль. Полная мощность на зеркале космического корабля по сути такая же, как и на фиксированном зеркале. Комбинация двух зеркал образует оптическую полость, добротность которой определяется как \[ Q = \frac{2πE_{cav}}{E_{loss}} \sim \frac{\nu}{\delta\nu} \]где:Ecav — энергия, запасенная в полостиEloss — энергия, теряемая за циклv — оптическая частота\( {\delta\nu} \) — ширина полосы пропускания резонанса на полувысотеОдин цикл — это время прохождения света туда и обратно или \[ \frac{2L}{c} \]где L — расстояние между космическим кораблем и фиксированным зеркалом. В общем случае фиксированное зеркало будет находиться у драйвера лазера (т. е. около Земли). Энергия, теряемая за цикл, обусловлена различными эффектами, такими как:увеличение кинетической энергии космического корабля и неподвижного зеркала за цикл энергия теряемая на поглощение зеркалом(ами) за цикл из-за неединичного коэффициента отраженияэффекты дифракции при удалении космического кораблянесоосность зеркалДля космического корабля, близкого к лазеру, оптические полости возможны и повышают эффективность (эффективная мощность на отражателе космического корабля увеличивается на количество «отскоков»).Когда космический корабль начинает удаляться, дифракция становится чрезвычайно проблематичной, как и проблемы с выравниванием зеркал, поверхностное рассеяние, боковые лепестки и, следовательно, рециркуляция фотонов имеет гораздо меньше практического применения на больших расстояниях. Кроме того, существуют эффекты причинности и релятивистский эффект, который является просто доплеровским смещением фотонов от движущихся зеркал. Эти эффекты усложняют обсуждение эффективности [13] [14] [15] .Доплеровские сдвиги уменьшают энергию фотона и, следовательно, импульс при каждом отскоке и в конечном итоге делают рециркуляцию фотона крайне ограниченной на релятивистских скоростях, даже если все другие эффекты игнорируются. В общем, если мы игнорируем причинность и расстояние между лазером и космическим аппаратом мало, а скорость космического аппарата относительно лазера мала, мы можем заменить мощность P0 во всех уравнениях на \[ P0_{r} = N_{r}(L, v)P_{0} \], где \( N_{r}(L, v) \) включает все эффекты рециркуляции фотона при многократном отскоке и является функцией расстояния разделения L и скорость v.Отношение химической тяги на единицу мощности (обычно 1-несколько мН/Вт) к фотонной (отражательной) тяге на единицу мощности (6,6 нН/Вт) составляет ~ 105 ЕСЛИ бы мы могли разработать фотонную переработку с чрезвычайно высокой эффективностью (высокая точность) с приблизительно 105 (отражениями), мы могли бы конкурировать с химическими запускамиЭто резко изменило бы возможности запуска и стоимость. Поскольку мы не несем большую дополнительную массу химической ракеты-носителя, нам не нужно такое большое количество отскоков, поскольку нет «ступени»Мы обсуждаем это далее [16] , где мы также обсуждаем релятивистские эффекты, которые ограничивают эффективность фотонной переработки, а также параметризуем эффекты потерь
А ПЛОТНОСТЬ КАКАЯ?
предпоследний рахдел - синхротронное излучение... https://www.lhc-closer.es/taking_a_closer_look_at_lhc/1.physics_at_lhc
ЕСЛИ бы мы могли разработать фотонную переработку с чрезвычайно высокой эффективностью (высокая точность) с приблизительно 105 (отражениями), мы могли бы конкурировать с химическими запусками...Мы обсуждаем это далее [16] , где мы также обсуждаем релятивистские эффекты, которые ограничивают эффективность фотонной переработки, а также параметризуем эффекты потерь
Открытая геометрия полости необходима для обеспечениясвободного от возмущений распространения долгоживущих атомных когерентностей через моду. Однако при такой структуре полости время затухания энергии поля Tc очень чувствительно к геометрическим дефектам зеркала, ограничивая Tcto ≃1 мсв предыдущих экспериментах. Мы сообщаем здесь о реализациирезонатора Фабри-Перо на ω/2π = 51 ГГц, сTc = 130 мс. Фактор качества полости Q составляет 4,2 × 1010и ее точность 4,6 × 109, самая высокая из когда-либо достигнутых в любойчастотной области для этой геометрии (кликните для показа/скрытия)..Изображение полости C со снятым верхним зеркалом показано на рис. 1. Зеркала имеют диаметр D0 = 50 мм. Расстояние между их вершинами составляет L = 27,57 мм. Их поверхность тороидальная (радиусы кривизны 39,4 и 40,6 мм в двух ортогональных плоскостях). Две моды TEM900 около 51,099 ГГц с ортогональными линейными поляризациями разделены на 1,2 МГц. Такое большое частотное расщепление необходимо для обеспечения того, чтобы атомы эффективно связывались только с одной модой. Зеркала электрически изолированы. Статическое электрическое поле, параллельное оси полости, приложено между ними для сохранения поверхность имеет отклонение от пика до впадины <300 нмот идеальной формы. Чтобы избежать деформации зеркал при окончательной сборке, их толщина составляет 30 мм. Их задняя поверхность и поверхность соответствующих держателей полируются до 1 мкм. Поверхность зеркала покрыта слоем Nb толщиной 12 мкм. Мы используем установку для нанесения покрытий в CEA, Сакле,разработанную для ВЧ-резонаторов, используемых в ускорителях частиц [5].Слой Nb наносится методом катодного распыления постоянного тока вмагнетронном разряде [6]. Сначала мы очищаем подложкусверхчистым отфильтрованным спиртом (ультразвуковая ванна) исушим ее отфильтрованным Ar. Камера распыления вакуумируетсядо 10−8 мбар, а затем заполняется 10−1 мбар Ar. Мыустанавливаем потенциал зеркала на -1000 В на 20 с, создаваяплазму Ar, которая сдувает остаточные частицы пыли. Камераснова вакуумируется, и мы начинаем процесс распыления. Магнетрон мощностью 1 кВт создает плотную плазму Ar вблизи цилиндрического катода Nb (давление Arво время распыления: 10−3 мбар). Первоначально катод Nbнаходится далеко от зеркала. Когда его загрязненный поверхностныйслой удаляется, мы перемещаем его перед зеркалом. Испаренные атомы осаждаются со скоростью 0,1 мкм/мин на поверхности зеркала, которая нагревается до 300−400◦C.Перед установкой в атомную установку Ридберга зеркала окончательно промываются в спиртовой ультразвуковой ванне и высушиваются с помощью Ar...Мы получаем Tc = 112 ±4 мс. Для MHF 1, Tc оказывается равным 87 ±10 мс. Для MLF 2 и MHF 2 мы получаем при 0,8 К Tc = 74 ±6 мс и Tc = 130 ±4 мс соответственно. Все эти четыре моды имеют чрезвычайно большое время хранения энергии. Самый длинный из них соответствует расстоянию распространения света 39 000 км, сложенному в пространстве между зеркалами 2,7 см. Соответствующий фактор качества равен Q=ωTc= 4,2×1010, а точность равна f=Q/9 = 4,6×109.
..В режиме размеры пятен на парусе и системе DE останутся в пределах их соответствующих размеров, т. е. утечки из-за переполнения фотонами не будет. Однако, усугубляемые многократными отражениями, потери из-за отражательной способности системы DE и паруса становятся значительными. Пусть отражательная способность паруса и системы DE будет α 1 и α 2 соответственно. Между каждым отражением на парусе мощность уменьшается в α1*α2 раза . Эту систему можно рассматривать как новую систему DE с мощностью Pr , где P r возникает из суммы по всем отражениям.\[ {P}_{r}=P[1+({\alpha }_{1}{\alpha }_{2})+{({\alpha }_{1}{\alpha }_{2})}^{2}+...]=\displaystyle \frac{P}{1-{\alpha }_{1}{\alpha }_{2}} \]Дополнительная мощность, получаемая за счет рециркуляции фотонов, как функция расстояния между системой DE и парусом. Построенные кривые соответствуют различным отражательным способностям системы DE-паруса. Рециркуляция фотонов полезна, когда x<L0 При x<L0, потери на дифракцию быстро доминируют, и получается очень мало дополнительной мощности.
Кажется, пока нет исследований "дробовика"
С помощью лазерного ускорения тонких фольг проведены эксперименты по определениюмеханической прочности алюминиевых мишеней при больших скоростях деформирования.Для определения массы и скорости фольг после их лазерного ускорения использован метод,основанный на измерении времен пролета фольгой базовых расстояний в атмосфере воздуха. (кликните для показа/скрытия)..При воздействии импульса лазерного излучения на фольгу происходит образование на ее лицевой поверхности высокотемпературной плазмы.Это сопровождается абляцией части вещества фольги с возникновением импульса давления, под действием которого оставшийся материал фольги приобретает направленное движение..Для экспериментов была использована лазерная установка на неодимовом стекле "Сириус" сдлиной волны излучения 1,06 мкм, обеспечивающая энергию на мишени до 30 Дж. Типичнаядлительность лазерного импульса по полувысоте составляла величину 37 нс. Диаметр лазерного пучка на фокусирующей линзе равнялся 5 см, фокусное расстояние линзы 40 см. Лазерное излучение фокусировалось на мишень в пятнодиаметром 1 мм, при этом интенсивность этого излучения достигала величины 2⋅1011 Вт/см2. Вкачестве ударников использованы лазерно-ускоренные фольги из алюминия толщиной 8 и 15 мкм.Цилиндрический канал в латуни, в котором осуществлялось лазерное ускорение фольг, имелдиаметр и длину, равные 1 мм. За ним был размещен электроконтактный датчик для измерения времени пролета фольг фиксированных расстояний l0, l1 и l2. Схема электроконтактногодатчика приведена на рис. 1 (1—3 — контакты). ..Рис. 3. Расчетные графики распределения по мишени из алюминия толщиной 210 мкм отрицательного давления (а, в)и скорости деформирования (б, г) в зависимости от скорости ударника:x = 0 соответствует положению задней поверхности мишени; а, б — толщина ударника 8 мкм (для графиков сверху внизскорость ударника равна 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,65; 6; 7,2 км/с); в, г — толщина ударника 15 мкм(для графиков сверху вниз скорость ударника равна 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,65; 6; 9 км/с) [/s]
Спасибо, конечно за цитату, но я этого не говорил.
При рассмотрении электронных мишеней ограниченной массы в трехмерном случае было показано, что поперечное расширение мишени, ускоряемой в радиационно-доминантномрежиме, увеличивает энергию электронов. В релятивистском пределе фаза электромагнитной волны, видимая электронами мишени, становится «замороженной», что является свидетельством неограниченного ускорения. Этот эффект при использовании лазерных импульсов определенной формы позволяет значительно увеличить энергию ускоряемых ионов. Результаты численного моделирования ускорения мишеней ограниченной массы в радиационно-доминантном режиме [101] показывают значительное увеличение энергий поперечно расширяющихся мишеней.
В статье ниже описана более крутая физика, велкам.А. В. Панченко1, Ф. Ф. Каменец, С. В. Буланов "Лазерное ускорение тонких мишеней", ТРУДЫ МФТИ. 2016. Том 8, № 4
А в чем релятивистские частицы хранить? в магнитных кольцах - так они тоже энергии требуют. Это холодные нейтроны можно хоть в ведре хранить (в буквальном смысле), а с релятивистскими все сложнее.
Кажется, пока нет исследований "дробовика", стреляющего легкими зеркальными пулями, массой менее 1 грамма (миллиграмм), с массовым расходом порядка 1 кг/сек (уточнить потребность) с УИ на уровне 100 000 м/с , где К рециркуляции более 105.
А тут у нас, безобидный поток частиц бывшей фольги, испаренной лазером при ускорении!) Из плюсов, то что громоздкие лазеры ,источники энергии, накопители и преобразователи притания мы можем какими угодно по массе сделать. Разместить на Луне какой нибудь.
Опять же, более тяжёлые ядра, того же вольфрама будут терять энергию ещё медленнее, чем протоны, а сплошное вольфрамовое кольцо ещё медленнее.
Если я не ошибаюсь, заряд протона меняется от скорости, причём, в продольном и поперечном направлении по разному.
С расчётами я даже заморачиваться не хочу, просто, если соберусь делать небольшой макет такой установки, то буду использовать обычные лазеры от си-ди приводов, вольфрамовое кольцо сделаю из спирали обычной лампы накаливания.
Причем скорость набора в отличии от ядра макроскопического тела уже будет определяться механической устойчивостью, а также на более поздних этапах разгона с взаимодействием с газами технического вакуума самого ускорителя....
Всё это понятно и это решаемо.
Меня, всётаки, интересует почему в формуле расчёта синхротронного излучения при расчёте центробежной силы используется релятивистская масса?
Про релятивистские заряды, я бегло встречал при поисках о Лоренц факторе.
Разумеется там конкретно не про заряд говорилось, так как он как и масса, тоже не векторная величина, там говорилось о кулоновских силах, а это векторные величины и к силам можно применять релятивистские коэффициенты.
Особо в детали не вникал, но, вроде именно на релятивистских зарядах сначала экспериментально обнаружили, что в поперечном направлении у них релятивистский коэффициент в первой степени, а в продольном в кубе. А
еперь это всё забыли, релятивистскую массу отменили и теперь совершенно непонятно как теперь рассчитывать параметры ускорителя.