科學家提出激光尾場加速器改進技術(shù)
幫助科學家發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子的大型強子對撞機(lhc)是一臺被埋在瑞士—法國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,來自印度和韓國的研究人員提出了一種改進激光尾場加速器束流質(zhì)量的新方法。這種加速器有時又被稱為臺式加速器,因為它們能裝在標準的試驗臺上。由于激光尾場加速器僅占傳統(tǒng)加速器大小和耗資的一部分,因此它們能為更多實驗室和高校帶來高能物理學試驗,并且為醫(yī)學治療產(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物理聯(lián)合會出版社所屬《應(yīng)用物理學雜志》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或無線電波為帶電粒子束加速。激光尾場加速器則按照一種大不相同的原理運行。此類加速器中的激光通過彌散等離子體發(fā)送脈沖。等離子體是一種含有陽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。反過來,電波創(chuàng)造了也被稱為激光尾場的電場,而后者能捕獲電子并將它們加速到千兆電子伏的能級。相比之下,作為全世界最強大的粒子加速器,lhc能將粒子加速到兆兆電子伏(是千兆電子伏的1000倍)。 印度和韓國研究團隊發(fā)明的這項技術(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加速器的束流質(zhì)量。 團隊成員、德里大學物理學家devkinandangupta表示,此項發(fā)現(xiàn)能改善未來加速器所用的技術(shù)。 |