創(chuàng)紀(jì)錄的電子束瞬間提供 1 拍瓦級的功率

美國 SLAC 國家加速器實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家打破了最強(qiáng)大電子束的記錄，瞬間產(chǎn)生了約 100,000 安培的超高電流。

其場強(qiáng)大約是以前所能達(dá)到的五倍，在 SLAC 的光束電場中產(chǎn)生的能量令人震驚FACET-II 直線加速器可以突破實(shí)驗(yàn)的界限，導(dǎo)致從天體物理學(xué)到材料科學(xué)的所有領(lǐng)域都有新的發(fā)現(xiàn)。

該團(tuán)隊(duì)的新技術(shù)可以沿著磁軌引導(dǎo)毫米長的電子鏈，這使他們能夠?qū)⒈荣悏嚎s成照片完成，在百萬分之一億分之一秒內(nèi)提供超過一拍瓦的功率。

粒子加速器近一個(gè)世紀(jì)以來，它一直是物理學(xué)家的重要工具，利用振蕩電磁場來將帶電粒子推高到速度它們與光速相差無幾。

當(dāng)粒子改變方向時(shí)，它們自己的場用高能 X 射線光子發(fā)光可以照亮材質(zhì)以獲得高分辨率圖像。

在這個(gè)光束前面放置另一面電磁墻，來自碰撞場的能量可以搖晃各種閃亮的新顆粒來自 Quantum 泡沫本身。

為了產(chǎn)生更強(qiáng)烈的閃光或光線，或更大的碰撞，需要更多的能量;要么通過推動粒子更快，要么確保它們的所有能量都在更短的時(shí)間內(nèi)傳遞。

由于電子在電磁波上沖浪時(shí)已經(jīng)以接近最高速度行進(jìn)，因此不可能有更高的速度。根據(jù)同樣的推理，迫使電池組后面的電子按下加速器并趕上前面的電子并不是一個(gè)解決方案。

但還有另一個(gè)技巧。盡管它們都以相同的速度比賽，但加速器的電子在沿著隧道沖浪時(shí)沿著電磁波的斜坡分布，其中一些在“底部”，一些在“頂部”。

那些處于頂端的人在轉(zhuǎn)彎時(shí)有更多的能量。為了迫使那些處于底部的人放慢速度，研究人員需要一種方法讓他們稍微踩一下剎車。

管理此類情況的一種常用方法是使用磁性障礙物這會導(dǎo)致能量較低的粒子走得稍微長一些，就像在實(shí)際賽道上的減速彎會迫使動力較弱的汽車小心翼翼地左右穿梭，而咕嚕聲較多的汽車可以直接通過。

通過根據(jù)粒子的能級偏轉(zhuǎn)粒子，電子鏈可以聚攏在一起，理論上可以產(chǎn)生更大的沖擊力。

只有一個(gè)問題。賽道上的每一次轉(zhuǎn)彎都會迫使電子以高頻 X 射線光子的形式釋放出寶貴的能量。

為了幫助補(bǔ)充損失的能量，該團(tuán)隊(duì)在減速彎的中間插入了第二個(gè)稱為起伏器，這會將電子快速推向另一個(gè)方向。同時(shí)，引入了來自藍(lán)寶石激光器的閃光來控制電子的擴(kuò)散。

起伏和光線的及時(shí)混合塑造了鏈的分布，因?yàn)樗环磸?fù)加速和壓縮，取代了一部分損失的能量，同時(shí)迫使許多電子在僅三分之一微米長的空間內(nèi)重疊。

最終結(jié)果是強(qiáng)大的閃電在一個(gè)瓶子中，該技術(shù)在未來可能會得到改進(jìn)，可能會將更多的高速電子限制在更小的空間內(nèi)。

這項(xiàng)研究發(fā)表在物理評論信.

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