新成果使我们距离低成本激光粒子加速器的梦想更近

2021-07-14 19:41 芭乐下载

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本文摘要:审查专家高度评价了该研究结果:该亮度是迄今为止激光尾波场加速器构筑的最低记录。这使得我们离低成本的激光颗粒加速器的科学梦想更近一步。如果将激光比作快速前进的快艇,在介质中引导的尾波场就像飞溅在船尾的波浪夹着带电粒子前进。 前几天,中国科学院上海光机所在的强有力的非激光驱动尾波场加快了电子束研究的发展。

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审查专家高度评价了该研究结果:该亮度是迄今为止激光尾波场加速器构筑的最低记录。这使得我们离低成本的激光颗粒加速器的科学梦想更近一步。如果将激光比作快速前进的快艇,在介质中引导的尾波场就像飞溅在船尾的波浪夹着带电粒子前进。

前几天,中国科学院上海光机所在的强有力的非激光驱动尾波场加快了电子束研究的发展。中国科学院院士徐至展、研究员李儒新率领队伍,实验取得高质量的高能量电子束,电子束六维相空间亮度远远高于目前国际报道的同类研究结果,国际上首次类似于最先进设备的电子加速器能够取得的电子束亮度。颗粒加速器是用人工方法产生高速带电颗粒的装置。

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当我们说到颗粒加速器时,我们经常误解一些大型碰撞机。目前全球仅次于的颗粒加速器,是一款找到神颗粒的欧式大型强子对撞机,总长26.649公里。这种大型碰撞机的成本约为数亿美元至数十亿美元。

因此,成本低廉,体积小,突破传统加速梯度的粒子加速器成为近年来高能源物理界最重要的研究方向。人们期待新一代颗粒加速器转变其庞然大物的形象,成为科学家广泛享有的实验装置,在医疗、材料可用观测等方面充分发挥其潜力。

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极强的非同类激光驱动尾波场电子加速是一种全新的电子加速机制,其加速梯度比传统的射频加速器提高了3个水平以上。例如,在约1米的距离内,需要将电子加速到传统的加速器通过1公里的加速距离获得的能量,需要大幅度降低加速器的规模和成本。这将对未来的实时电磁辐射装置、自由电子激光和高能量物理研究产生深远影响。但是,这种新的加速原理在产生高品质电子束方面面面临着很多问题和挑战。

例如,激光加速获得的高能量电子束的能量分散度很大。


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