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深度解讀

科學(xué)家提出激光尾場(chǎng)加速器改進(jìn)技術(shù)

星之球激光 來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào)2016-04-11 我要評(píng)論(0 )   

  本報(bào)訊幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(lhc)是一臺(tái)被埋在瑞士法國(guó)交界處地下的巨大設(shè)備。它需要27公里的路徑為粒子加速,從而使后者在相互撞擊前接近...

  本報(bào)訊幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(lhc)是一臺(tái)被埋在瑞士—法國(guó)交界處地下的巨大設(shè)備。它需要27公里的路徑為粒子加速,從而使后者在相互撞擊前接近光的速度。然而,還有另一種被稱為激光尾場(chǎng)加速器的粒子加速器。它僅需要像lhc一樣的傳統(tǒng)加速器所需距離的一小部分。
  如今,來(lái)自印度和韓國(guó)的研究人員提出了一種改進(jìn)激光尾場(chǎng)加速器束流質(zhì)量的新方法。這種加速器有時(shí)又被稱為臺(tái)式加速器,因?yàn)樗鼈兡苎b在標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)臺(tái)上。由于激光尾場(chǎng)加速器僅占傳統(tǒng)加速器大小和耗資的一部分,因此它們能為更多實(shí)驗(yàn)室和高校帶來(lái)高能物理學(xué)試驗(yàn),并且為醫(yī)學(xué)治療產(chǎn)生帶電粒子。而提高束流質(zhì)量能改善此類設(shè)備的效能。
  研究人員日前在美國(guó)物理聯(lián)合會(huì)出版社所屬《應(yīng)用物理學(xué)雜志》的一篇論文中描述了他們的方法。
  傳統(tǒng)粒子加速器利用電場(chǎng)或無(wú)線電波為帶電粒子束加速。激光尾場(chǎng)加速器則按照一種大不相同的原理運(yùn)行。此類加速器中的激光通過(guò)彌散等離子體發(fā)送脈沖。等離子體是一種含有陽(yáng)離子和自由電子的物質(zhì)狀態(tài)。激光脈沖在等離子體中激發(fā)電波。反過(guò)來(lái),電波創(chuàng)造了也被稱為激光尾場(chǎng)的電場(chǎng),而后者能捕獲電子并將它們加速到千兆電子伏的能級(jí)。相比之下,作為全世界最強(qiáng)大的粒子加速器,lhc能將粒子加速到兆兆電子伏(是千兆電子伏的1000倍)。
  印度和韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明的這項(xiàng)技術(shù),能在激光脈沖產(chǎn)生后增加所捕獲電子的數(shù)量,并因此改善激光尾場(chǎng)加速器的束流質(zhì)量。
  團(tuán)隊(duì)成員、德里大學(xué)物理學(xué)家devkinandangupta表示,此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)能改善未來(lái)加速器所用的技術(shù)。

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激光粒子加速器
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