新型激光粒子加速器雖然很小，但是其性能卻很強(qiáng)

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一份新研究稱(chēng)設(shè)計(jì)出一種只有桌面大的粒子加速器，就能把電子加速到現(xiàn)有大型加速器都達(dá)不到的更強(qiáng)的能量狀態(tài)。

粒子加速器是研究粒子物理的重要工具，除了用于研究，加速器在醫(yī)療診斷、腫瘤分析、測(cè)量同位素等多個(gè)領(lǐng)域也有重要用途。廣告典型的粒子加速器占用的空間很大，位于瑞士的歐洲核研究組織（CERN）實(shí)驗(yàn)室的知名粒子加速器全長(zhǎng)達(dá)17英里。

美國(guó)羅徹斯特大學(xué)（University of Rochester）的研究者從理論上實(shí)現(xiàn)了一種激光尾波場(chǎng)加速器（LWFA），稱(chēng)將粒子加速到類(lèi)似的強(qiáng)度，所需的體積只有普通加速器的萬(wàn)分之一。

這種方法不讓激光簡(jiǎn)單地聚在一處，而是通過(guò)特殊的光學(xué)元件將激光刻印出一定的形狀。發(fā)明一種像圓形劇場(chǎng)一樣的光學(xué)元件，帶有不同半徑的同心圓臺(tái)階。用這個(gè)元件來(lái)聚焦高能激光時(shí)，不同的同心圓將讓激光產(chǎn)生不同的延時(shí)，相當(dāng)于把激光脈沖“刻印”成一定的形狀。

當(dāng)刻印脈沖進(jìn)入等離子體，將產(chǎn)生類(lèi)似摩托艇在水面行駛留下的尾波。尾波以光速傳播開(kāi)，電子就乘著尾波被加速，就像滑水者乘著船的尾流一樣。研究者稱(chēng)，電子可以加速至超過(guò)光速并持續(xù)加速。

這項(xiàng)研究目前雖然還在理論階段，羅徹斯特大學(xué)的研究人員正在計(jì)劃建造一個(gè)世界上最高能的激光加速器EP-OPAL。屆時(shí)這種設(shè)備將可以把電子加速到現(xiàn)在的技術(shù)所達(dá)不到的水平，為高速粒子研究提供有力的工具。
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