加速粒子的新方法欧洲杯猜球平台

想象一下,一辆汽车在250英尺内从零加速到60英里,然后再在一英寸内加速到120英里/小时。

这基本上就是加速器物理学家的合作所取得的成果,他们将电子用于赛车,将等离子体用于加力燃烧。因为电子在加速器中已经以接近光速的速度运动,物理学家实际上将电子的能量增加了一倍,而不是它们的速度。

来自能源部斯坦福直线加速器中心(SLAC)、加州大学洛杉矶分校亨利·塞缪尔利工程与应用科学学院和南加州大学维特比工程学院的研究人员发表了他们的研究成果欧洲杯线上买球自然界.

这项成果展示了一项可能推动加速器设计未来的技术。为了达到解答粒子物理学面临的一系列新谜团(如暗能量和质量起源)所需的高能量,最新的加速器比它们的前辈要大得多,因此也更昂贵。将需要非常高能量的粒子束来探测迄今为止科学家们无法探测到的非常重和非常短的粒子。欧洲杯猜球平台

SLAC副主任Persis Drell说:“我们希望有一天这些突破将使未来几代的加速器变得可行且价格合理。”。“很高兴看到在理解粒子加速的基本新方法的基本物理方面取得了巨大进展。”欧洲杯猜球平台

虽然仍处于早期发展阶段,但研究表明,使用等离子体或电离气体加速可以在短距离内显著提高粒子的能量。欧洲杯猜球平台

SLAC的物理学家马克·霍根(Mark Hogan)说:“这一规模相当惊人。”“你需要一架飞机来给这个两英里长的直线加速器拍照。然而,在一个比你的手臂跨度还短的空间里,我们将电子的能量增加了一倍,达到了有史以来的最高水平。我希望从长远来看,它能以适中的成本扩展现有和即将推出的机器的能力。”

这些电子首先在SLAC的直线加速器中运行了两英里,获得了420亿电子伏(GeV)的能量。然后,他们通过一个33英寸长(84厘米)的等离子体室,又获得了42 GeV的能量。就像喷气发动机上的加力燃烧室一样,等离子体提供了额外的推力。等离子体室充满了锂气体。当电子束穿过锂时,束的前端产生等离子体。这个等离子体留下一个尾迹,流向束团的后部,并将其向前推,给后面的电子更多的能量。

这个实验创造了有史以来最大的加速度梯度之一。梯度是粒子聚集能量的速度的量度。欧洲杯猜球平台在这种情况下,通过等离子室的电子每米获得的能量比在加速器中通常多3000倍。

最近的进展是SLAC教授Robert Siemann、UCLA电气工程教授Chan Joshi和USC工程教授Thomas Katsouleas领导的近十年工作的高潮。

“物理学家使用粒子加速器来回答一些关于宇宙本质的最深奥的问题,”乔希说。“我希望等离子体加速将使我们能够继续丰富的发现传统。”

南加州大学工程学教授帕特里克·穆格利(Patric Muggli)说:“我们都感到振奋,因为我们正在继续攀登等离子加速学习曲线。”。

目前实验的一个局限性是,一束电子中的大多数会把它们的能量输给等离子体。

霍根说:“我们将光束的一部分能量转移到另一部分。”

在过去的两年中,该团队已经将等离子体加速梯度提高了200倍。接下来的步骤之一是尝试一个两簇系统,第一个簇提供所有的能量给后面的簇。在全尺寸等离子加速器中,物理学家将利用这些第二束在他们的探测器中产生高能粒子碰撞。

能源部科学部副部长雷蒙德·l·奥尔巴赫说:“当我们以创造力和独创性进行这样的先进研究项目时,我们的未来就有了保障。欧洲杯线上买球

http://www.ucla.edu

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