欧洲计划建立全球首个高能激光等离子体加速器

作者: 2016-05-31 18:53 来源:战略情报研究部
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4月,欧洲等离子体加速器研究联合会(EuPRAXIA)[1]的科学家计划建设全球首个高能激光等离子体加速器,用于科学研究和工业应用。如果该设施成功建设完成,将能够提供超过5吉电子伏( GeV)的高质量电子束,从而带来重大的科技突破,并吸引各行各业的用户来使用它[2]

早在30年前,就已经提出了激光等离子体加速器的概念。2014年美国劳伦斯伯克利国家实验室的科学家利用激光加速器获得了4.2吉电子伏能量的电子束。科学家使用超强的激光脉冲击中一种气体产生等离子体,当激光脉冲经过气体,将电子从原子核中分离出来,在它的尾部产生了一个巨大的电场梯度。这一梯度比传统的粒子加速器的场梯度要高几千倍——因此与传统设施相比,它可以在很短的距离将电子加速到很高的能量。而且激光等离子加速器的体型非常小,可以安置在一个小房子里。

尽管目前世界上有几个实验室有激光等离子体加速器,但是它们的光束质量都无法满足工业的要求。欧洲高能激光等离子体加速器建设计划的一个重要目标是研发锐化电子束能谱的技术,以产生能量较为集中适用于科研和工业应用的电子束。其中一个主要的用途是利用它建设一个小型的高能自由电子激光,这将在物理、化学、生物和材料科学方面有大量应用。另一个主要用途是高分辨率成像,利用激光等离子体加速器可以实现无损检测。                                

(李泽霞)



[1] EuPRAXIA的研究人员来自欧盟的16个研究机构,包括德国电子同步加速器中心、意大利核物理研究所、法国国家研究理事会和英国科学技术设施委员会,同时EuPRAXIA还在全球拥有18个合作伙伴,包括美国劳伦斯伯克利国家实验室、日本理化所和欧洲核子研究中心等。
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