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激光等离子体加速器刷新纪录

ufo在线 科学探索 2019-09-18 20:03:03 84 0 标签1标签2
激光等离子体加速器刷新纪录近日,科学家使用伯克利实验室激光加速器,研究人员刷新了粒子加速的世界纪录

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  伯克利实验室激光加速器(BerkeleyLabLaserAccelerator,BELLA)

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  文/YCZhang(微信公众号:赛先生)

  研究者利用世界上最强大的激光器对亚原子粒子进行加速,使其达到了打破小型加速器纪录的最高能量状态。

  美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(U.S.DepartmentofEnergy sLawrenceBerkeleyNationalLab,BerkeleyLab)研究组利用petawatt激光和等离子体加速粒子。该装置称之为激光等离子体加速器(laser-plasmaaccelerator),科学家相信该装置将把几英里长的传统加速器缩小到桌面大小。

  研究者将粒子置入9厘米长的等离子管中,使其加速到4.25GeV。在如此短的距离内,粒子获得的能量是传统粒子加速器的1000倍,刷新了激光等离子体加速器的加速纪录。

  伯克利实验室加速器技术与应用物理部门(AcceleratorTechnologyandAppliedPhysicsDivision)带头人、论文的第一作者WimLeemans博士说道:“这是精确控制激光与等离子体的结果。”此研究发表于PhysicalReviewLetters杂志。

  传统粒子加速器体积巨大,欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LargeHadronCollider)直径17英里,通过调节金属腔内的电场对粒子进行加速,其加速上限为每米100MeV。

  激光等离子体加速器采用了不同的方法。在实验中,一束激光被注入装有等离子体且又短又细的中空管中,激光在等离子体中形成通道和捕捉电子的波,并将电子加速到高能状态。这与冲浪者从波浪表面滑下以增大速度的原理类似。

  通过使用伯克利实验室激光加速器,研究人员刷新了粒子加速的世界纪录。自2014年起,BELLA已经得到了10的15次方瓦特的高能粒子。

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