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加速器和探测器

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激光加速器破坏GigaElectronVoltier

17 Oct 2013 哈米什约翰斯顿

哈米什约翰斯顿

有一个有趣的论文 物理评论信 本星期 随着头衔的一口:“用PETAWATT激光脉冲泵浦的双级激光韦克菲尔德搬运工改进电子能源到多GEV制度“。这激起了我的兴趣,因为我最近写了一篇文章 25周年纪念问题物理世界  这看起来如何激光加速质子和其他强度可以使某些癌症治疗更易达到。

该想法是,当强烈的激光脉冲与目标相互作用时产生的巨大电场被诸如电子的带电粒子加速。在激光 - 韦克菲尔德加速器(LWFA)的情况下,目标是气体射流。

物理学家已经加速了电子对数百兆电池的动力学的电子,但是破坏了GigaElectonVoltier的困难。一种表现出良好希望的技术是通过通过两个连续的气体目标射击激光脉冲来进行两个阶段的加速度。在第一目标中加速的电子跟随激光脉冲进入第二目标,在那里它们被给予第二升压。

该方法于2011年通过中国的研究人员拍摄,该研究人员设法创造了一个带有大约800 MeV的能量轮廓的光束,但尾巴达到大约1个GEV。该工作也在描述中 物理评论信 in “所有光学级联激光韦克菲尔德使用电离诱导喷射的激光韦克菲尔德“.

本周发布的论文,陶梅·李和同仁,韩国先进的光子研究所,韩国,采用了双级技术,创造了高达约3 GEV的能量的电子。在实验中,电子在第一气体射流中加速到400mev,然后向第二气体射流行进几毫米。电子以极近的光速移动,因此与激光保持速度,恰好恰好到达第二射流,以便再次加速。

虽然3 GEV令人印象深刻,但这项研究的一个重要目标是创建一个多阶段的LWFA,可以创造带有超过100 GEV的能量的电子。这种加速器可用于制造X射线的超短脉冲,这对于材料科学,化学和生物学有用。如果可以创建具有约250个GEV的能量的电子,可以粉碎一起以提供有关Higgs Boson的更多信息。

您可以下载免费的PDF副本 25周年纪念问题物理世界  并阅读文章中的激光驱动粒子加速度“物理为我们的未来” on page 50.

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