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连续产生电子束首超三十小时 德激光等离子加速器创新纪录

所属分类:行业知识    发布时间: 2020-08-24    作者:
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  科技日报北京8月23日电 (记者刘霞)德国科学家在*新一期《物理评论》杂志上撰文称,他们研制的激光等离子体加速器LUX连续不断产生电子束的时间*超过一整天达到30小时,创下世界纪录,这是通往未来粒子加速器的一个重要里程碑,有望让基础研究和医学等领域受益。

  LUX由德国电子同步加速器研究所(DESY)和汉堡大学共同开发和运营。研究人员解释称,在激光等离子体加速器内,激光或高能粒子束会在微管内产生等离子波。等离子体是一种气体,其中的气体分子被剥离了电子。LUX使用氢气作为气体。

  研究小组负责人安德烈亚斯·迈尔解释说:“激光脉冲以狭窄的圆盘形式穿过气体,在此过程中,将电子从氢分子中剥离,紧随脉冲后的电子会被位于其前方带正电的等离子波加速。这使激光等离子加速器获得的加速强度比现今*强大的机器能提供的加速强度高1000倍,更紧凑、功能更强大的等离子体加速器有望广泛应用于基础研究、医学等多个领域。”

  在破纪录的不间断运行中,加速器每秒能加速100000多个电子束。有了这么庞大的数据集,科学家可以对加速器、激光器和光束的特性开展更精确地关联和分析。迈尔说:“例如,我们可以将电子束中意想不到的变化追溯到激光器中的特定位置,从而确切知道从哪里开始才能产生更好的粒子束。”

  迈耶指出:“该系统可运行更长时间,但我们在30小时后就停止了运行。*新研究为这种创新的粒子加速器技术的稳定运行奠定了坚实基础,将激光等离子体加速技术从实验室转移到实际应用的时机已经成熟。”

  迈耶也强调说,在将这些设备投入实际使用之前,仍有许多技术挑战需要克服,“但现在,我们能够操控运行电子束线更长时间,这使我们能更好地应对这些挑战。”

  DESY加速器部门主管威姆·利曼思总结说:“这项工作表明,激光等离子体加速器可以产生可控输出,为进一步开发该技术提供了坚实基础。”

  总编辑圈点

  与大型强子对撞机等传统的粒子加速器相比,激光等离子体加速器对粒子加速的方式完全不同。这些年,传统的粒子加速器不断升级,激光等离子体加速器也不断取得新突破。几年前,美国科研团队曾在9公分长的等离子体管中对粒子进行加速,使其获得相当于传统粒子加速器能量梯度的1000倍以上的加速度,刷新了当时激光等离子体加速器的纪录。此次新纪录将进一步推动激光等离子体加速技术走出实验室,走向实际应用。

【编辑:田博群】

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