“Взгляд через микроскоп никогда не была моим делом”, — говорит Джулиан Пикард.
Как аспирант на кафедре физики, Пикар работает с невидимым миром частиц и электромагнитные волны каждый день, но им движет цель создать что-то очень видно, “что-то вы можете держать в руке.” Его исследование микроволнового излучения, что скорость от мегаваттного гиротрона на плазменной науке Массачусетского технологического института и Центра слияния (главный исследователь-проектировщик отдела) может привести как к меньшим и более мощные ускорители частиц, вида готовой продукции Пикард считает полезным.
Пикард заинтересовалась плазмы будучи студентом в Университете штата Вашингтон в Сиэтле. Его студенческие исследования в передовых двигательных лабораторной и космической плазмы моделирование лаборатории готовили его на стажировку, а позже инженером-исследователем позицию, по технологиям игл-Харбор. Там работают на поколения плазменных и импульсных источников питания, он восхищался тем, как наиболее опытные ученые, казалось, чтобы решить проблемы “интуитивно”.
“Что вдохновляет меня”, — говорит он. “Одна из причин, почему я вернулся в аспирантуру было пропитано чем-то долго. Пробыв так долго упорно работать над чем-то, вы начинаете развивать инстинкт”.
Пикард отмечает, было трудно найти выпускником программы, которая бы обеспечила ему с глубоким физики фоне, наряду с возможностью применить свое понимание в практической плазменным проекта.
“Это то, что движет мной”, — говорит Пикар, “я хочу понять, как что-то работает достаточно хорошо, чтобы применять его в новый путь. Для меня, он чувствует себя пустым, чтобы попробовать что-то без понимания, как это работает. Вот почему я хотел найти программу по физике: я хотел продолжать развивать мои знания в фундаментальной науке, а затем применить его к различным вещам”.
Он обнаружил, что он хотел в главный исследователь-проектировщик отдела в плазме науки и техники группа, возглавляемая Ричардом Темкин, который познакомил его с центра мегаваттного гиротрона, источник микроволн для нового проекта для тестирования ускорителя частиц полости.
Ускорителей частиц, а также необходимые инструменты для изучения Вселенной, имеют практическое применение, в том числе медицинской стерилизации инструментов, производство компьютерных чипов, идентификация материалов и производства радиоизотопов для лечения раковых заболеваний. В то время как ускоритель, как правило, работает на низкой частоте (1 ГГц) с успехом, исследователи подозревают, что работает он на более высоких частотах позволит ему быть меньшим и более эффективным, повышение удобства и уменьшение расходов.
Хотя главный исследователь-проектировщик отдела мегаваттного гиротрона способен производить микроволновые печи на высокой частоте 110 ГГц, длительность импульса будет растопить любое полости ускорителя через это проходили. Исследователи должны были найти способ сократить этот импульс.
В статье для прикладной физики письма, Пикард описывает экспериментальную установку, которая позволила исследователям “ЧОП” пульс. Часть получила отличную учебу бумажная премия от ядерного IEEE и плазмы общество наук в 2019 импульсная энергетика и плазменные научной конференции в июне.
Для сокращения импульса, исследователи главный исследователь-проектировщик отдела стратегически расположены пластины кремния в пути микроволновая печь. Как правило, микроволновые печи бы пройти прямо через это. Однако, лазер направляется на пластины создает тип плазмы внутри кремния, который будет отражать микроволны тех пор, пока лазер включен. Эти отраженные высокочастотные микроволны не могут быть направлены в ускоритель, и пульс рубиться до приемлемого длины (10 наносекунд) просто выключив лазер.
Лазерно-целевого вафля не отражает все микроволновые печи; около 30 процентов поглощаются или проходят через кремний. Однако исследование Пикар показал, что, как мощность гиротрона повышенной к мегаватт пластины отражали больше. Вместо того, чтобы отразить 70 процентов микроволновая печь, оно отражало ближе к 80 или 85 процентов.
“Этот эффект никогда не видел, потому что никто не может проверить на более высоких уровнях власти”, — говорит Пикар. “Отражение становится более эффективным при более высоких полномочий по сравнению с низшими силами. Это означает, что есть больше мощности, поэтому мы можем проверить более интересные ускоритель структур”.
В главный исследователь-проектировщик отдела работает с группой из Стэнфордского университета, которая разрабатывает ускоритель полости, которые теперь могут быть проверены “мегаватт микроволновая печь измельчитель пульс”.
Пикард довольна экспериментом.
“То, что я действительно любил об этом проекте является то, что, в конце концов, у нас есть устройство, которое делает короткий импульс,” говорит он. “Это результат. Это приятно и мотивирует”.
