微小的喷嘴和激光器可以替换巨型粒子加速器

大阪大学科学家的一个很大的突破可能会大大缩小粒子加速器的大小。传统上,用Giga-Electron-volt(GEV)能量水平产生强大的质子梁,需要大量的机器拉伸公里。但是现在,研究人员已经表明,有可能使用足够小的设备来完成相同的操作,以适合[…]小喷嘴和激光器可能会替代巨型粒子加速器,这首先出现在Knowridge Science报告中。

来源:Knowridge科学报告
微嘴加速度(MNA)的概念插图。将固体氢棒嵌入铝制微型嘴中,该铝棒通道并聚焦等离子流以优化质子加速度。图片来源:Masakatsu Murakami

大阪大学科学家的一个很大的突破可能会大大缩小粒子加速器的大小。

传统上,用Giga-电子伏特(GEV)能量水平产生强大的质子梁,需要大量机器拉伸公里。

,但是现在,研究人员已经表明,有可能用足够小的设备适合实验室来做同样的事情。

由穆拉卡米教授领导,该团队开发了一个新想法,称为微管加速度或简称MNA。

微管加速度

该概念使用了一个特殊设计的微架构 - 一种非常小的小结构,形状像喷嘴。

此微鼻腔包含一个由固体氢制成的细棒,放置在喷嘴的最狭窄部分附近。

当该目标被极其强烈,非常短的激光脉冲击中时,喷嘴的作用就像强大的镜头。

它将激光能量直接聚焦到氢棒上,这有助于在喷嘴内部创建强场。

此字段然后在分步过程中加速质子。在模拟中,该方法成功地将质子的能量推到了1 GEV以上,这是世界上首先使用如此小的设备。

这是向前迈出的重要一步。传统的基于激光的质子加速度方法使用平坦的表面代替喷嘴形靶标,他们努力达到超过100辆Mega-Electron-volts(MEV)的范围。

使用MNA,研究人员不仅可以远远超出该限制,还可以产生高质量且稳定的质子束,这对于实际使用非常重要。

根据村上教授的说法,这一发现可能会改变几个行业的未来。在医学上,紧凑而准确的质子束可能会导致更精确和负担得起的癌症治疗。

科学报告

来源:KSR。