导读

据德国电子同步加速器研究所(DESY)官网近日报道，该校在实验型微型粒子加速器领域创造了一项新的世界纪录。史上首次，这种太赫兹驱动的加速器将注入电子的能量提高了一倍多。

背景

如今，前沿物理学的进步离不开强大的粒子加速器。通过高能粒子的碰撞，物理学家不断探索着宇宙的本质。简单说，粒子加速器就是一种能够将基本粒子加速到非常高能量的机器。它通过使带电粒子在高真空场中受磁场力控制、电场力加速而达到高能量。


(图片来源：CERN)

可是，粒子加速器一般来说都是庞大、沉重、造价高昂的。例如，欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(LHC)深埋于地下，重约38000吨，长达27公里。


(图片来源：CERN)

显然，这种大型粒子加速器操作和应用起来难度都很大。为了进一步方便粒子加速器操作并拓展其应用，科学家们正在研究更加小巧、便携、易操作的微型粒子加速器。


三颗“芯片上的加速器”(图片来源：美国SLAC国家加速器实验室)

创新

近日，德国电子同步加速器研究所(DESY)的科学家们在实验型微型粒子加速器领域创造了一项新的世界纪录。史上首次，这种太赫兹驱动的加速器将注入电子的能量提高了一倍多。

与此同时，正如张东方(音)博士及其来自DESY自由电子激光科学中心(CFEL)的同事们在《Optica》杂志上所报告的那样，相比于采用这项技术的早期实验，该装置显著改善了电子束的品质。张博士表示：“我们实现了目前为止对于太赫兹加速器来说最佳的光束参数。”

DESY超高速光学与X射线研究组的领头人 Franz Kärtner 强调称：“这一成果代表朝着具体实现太赫兹驱动的加速器迈出了关键一步。”

技术

在电磁频谱中，太赫兹辐射位于红外线与微波的频率之间，有望带来新一代紧凑型粒子加速器。

器的一个现实选择。”