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物理學(xué)家正計劃建造可將真空撕裂的強(qiáng)大激光器
星之球科技 來源:探索黑科技2018-02-05 我要評論(0 )
打造夢想機(jī)器較高的重復(fù)率對于利用高功率激光器驅(qū)動粒子束來說同樣至關(guān)重要。在一種方案中,強(qiáng)激光束能將金屬靶轉(zhuǎn)變成等離子體。
打造夢想機(jī)器
較高的重復(fù)率對于利用高功率激光器驅(qū)動粒子束來說同樣至關(guān)重要。在一種方案中,強(qiáng)激光束能將金屬靶轉(zhuǎn)變成等離子體。這一過程釋放的電子反過來會將來自金屬表面原子核的質(zhì)子噴射出去。醫(yī)生可以利用這些質(zhì)子脈沖摧毀癌癥,同時更高的射速將使開展小規(guī)模個人劑量的治療變得更加容易。
對于物理學(xué)家來說,他們一直夢想著建造由快速發(fā)射的激光脈沖驅(qū)動的粒子加速器。當(dāng)強(qiáng)激光脈沖擊打由電子和陽離子構(gòu)成的等離子體時,它會將較輕的電子向前推,從而將電荷分離并且創(chuàng)建出二次電場。該電場會“拖曳”粒子跟在光線后面,就像緊緊跟隨快艇的水流。這種“激光尾波場加速”可在一兩毫米的空間內(nèi)將帶電荷粒子加速到較高能級,而傳統(tǒng)加速器需要數(shù)米寬的空間。速度由此被加快的電子會被磁體操控,以此產(chǎn)生所謂的自由電子激光器(FEL)。FEL產(chǎn)生極其明亮和短暫的X射線光,而后者能照亮短暫存在的化學(xué)和生物學(xué)現(xiàn)象。和傳統(tǒng)加速器驅(qū)動的激光器相比,F(xiàn)EL要更加緊湊和廉價。
從長遠(yuǎn)來開,被高重復(fù)PW級脈沖加速的電子可將粒子物理學(xué)家夢想建造的機(jī)器成本大幅削減。他們的夢想是:建造可接替位于瑞士日內(nèi)瓦附近歐洲核子研究委員會的大型強(qiáng)子對撞機(jī)的30公里長正負(fù)電子對撞機(jī)。英國倫敦帝國理工學(xué)院等離子體物理學(xué)家Stuart Mangles表示,和現(xiàn)在構(gòu)想的成本約為100億美元的機(jī)器相比,基于100PW激光器的設(shè)備長度至少會短10倍,成本也將至少縮減1/10。
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