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这种提议的微芯片粒子加速器可能可以完成足球场大小的同步加速器的工作
研究人员设计了一种粒子加速器,其纳米管比人类头发丝还小。
来源:ZME科学我们已经习惯了看到越来越大的粒子加速器——遍布整个景观的巨大机器,旨在揭示宇宙的最小细节。想想大型强子对撞机及其 27 公里长的环,更不用说迄今为止其建设和运营的耗资 90 亿美元了。
但由利物浦大学研究人员领导的国际物理学家团队的一项新研究表明,这一伟大传统可能即将逆转。
他们设计了一种新型桌面加速器的概念,这种加速器非常小,可以安装在微芯片上,能够产生通常只有价值数十亿美元的同步加速器设施才能产生的强烈、相干的 X 射线。
“我们已经创建了一个微观同步加速器,其中驱动英里级设施的物理原理相同,但在纳米级阶段,”该研究的资深作者之一卡斯滕·P·韦尔奇 (Carsten P. Welsch) 说。
光之螺旋
Bifeng Lei 及其同事的研究探索了一种利用表面等离子体激元 (SPP) 加速电子的新方法。这些是激光与导电材料表面相互作用时形成的波。
在他们的模拟中,高强度圆偏振激光脉冲(其电场像开瓶器一样扭曲的光)穿过微小的中空碳纳米管。旋转的光场沿着管表面捕获并加速电子,迫使它们进行同步的螺旋舞。当电子旋转时,它们一起发射辐射,将其亮度“与非相干发射相比提高了两个数量级”。
电子本质上以锥形爆发形式辐射——很像大型同步加速器产生的光,但其结构宽度小于两微米。
