美国麻省理工学院、德国电子同步加速器（DESY）和加拿大多伦多大学的研究人员利用太赫兹技术设计并建成了一个微型的加速器原型，仅有1.5厘米长、1毫米厚，它可以产生高强度的X射线自由电子激光^[1]。这一技术将可能改变大型研究基础设施的概念和范围，产生体型比现在小很多个量级的加速器。有望应用在自由电子激光、线性对撞机、超快电子衍射、X射线科学和与X射线和电子束有关的医学治疗等方面。该研究成果发表在10月6日的《自然-通讯》杂志上^[2]。

电子加速器的成本、大小和应用性取决于它的加速梯度。光源或红外源驱动的电子加速器的能量梯度要高于传统的射频结构加速器，但是激光驱动的尾场加速器需要高强度的飞秒源，激光直接驱动的加速器由于运行波长很短，所以受限于低束团电荷、亚微米级别的容差和亚飞秒级别的时间要求。现在，研究人员建成了太赫兹驱动的加速器，将利用超快电子衍射来揭示物质的结构和动力学。该加速器有着结构简单、能量梯度高、高重复率和高束团电荷等优点，其使用的太赫兹辐射的波长比大型强子对撞机（LHC）目前使用的电磁辐射的波长要短1000倍。

研究人员希望能继续研发出不到1米长的基于太赫兹技术的自由电子激光（FEL）。现在使用大型FELs是很困难的一件事情，但太赫兹加速器将使得实验室中拥有低成本的加速器成为现实。目前，太赫兹加速器产生更快的加速梯度的壁垒在于产生更高能量的太赫兹脉冲，研究人员称，真正的太赫兹加速器的实现仍需要做大量的工作。

（李泽霞）