激光等离子加速器再破纪录

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  在蓝宝石管结构形成的等离子体通道的电子密度分布图。图片来源:物理学家组织网

  近日,美国伯克利实验室的研究团队刷新了激光等离子加速器产生能量的世界纪录:在20厘米长的等离子体内产生了能量高达78亿电子伏特(7.8GeV)的电子束,是之前世界纪录的2倍,而使用常规技术上能 约91米长的等离子体上能获得这麼高的能量。

  为了更好地理解让让当人们 的宇宙,科学家上能 建立粒子对撞机,以便将电子及其反物质正电子加速到太电子伏特(TeV,万亿电子伏特)。但使用传统技术,做到你你相似 点上能 非常庞大且昂贵的机器,比如长达32公里的对撞机。其他,为缩小此类机器的尺寸并降低成本,上能 提高粒子的加下行速率 单位——即它们在给定距离范围内获得的能量大小。

  等离子体有望在你你相似 领域“大显身手”——带电的粒子波(等离子波)都上能 通过其电场提供你你相似 加下行速率 单位。在激光等离子加速器中,等离子波由强烈的激光脉冲产生,其电场下行速率 单位之前是传统加速器电场下行速率 单位的数千倍。

  据物理学家组织网10月21日报道,在最新研究中,伯克利实验室团队正是在20厘米长的等离子体内产生了能量高达78亿电子伏特的电子束。

  研究人员通过使用新型等离子体波导抵消激光脉冲的自然扩散,实现了你你相似 壮举。在此等离子体波导中,充满固体 的蓝宝石管被触发放电从而形成另有三个 多等离子体,而一台“加热器”激光脉冲在上面“揪出”其他等离子体,使其密度降低,从而使激光聚焦。等离子体通道的下行速率 单位足以保持聚焦激光脉冲被限制在20厘米长的加速器内。

  研究人员之一、安东尼·贡萨尔维斯博士说:“加热束使让让当人们 上能控制驱动激光脉冲的传播。未来让让当人们 计划进行更多实验,希望上能更精确地控制等离子体波中的电子注入,以获得更高质量的电子束,并将多个阶段耦合在同时,从而获得更高能量。”(记者 刘霞)

[ 责编:武玥彤 ]

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