等离子体有望在这一领域“大显身手”——带电的粒子波(等离子波)可以通过其电场提供这种加速度。在激光等离子加速器中,等离子波由强烈的激光脉冲产生,其电场强度可能是传统加速器电场强度的数千倍。
据物理学家组织网10月21日报道,在最新研究中,伯克利实验室团队正是在20厘米长的等离子体内产生了能量高达78亿电子伏特的电子束。
研究人员通过使用新型等离子体波导抵消激光脉冲的自然扩散,实现了这一壮举。在此等离子体波导中,充满气体的蓝宝石管被触发放电从而形成一个等离子体,而一台“加热器”激光脉冲在中间“揪出”一些等离子体,使其密度降低,从而使激光聚焦。等离子体通道的强度足以保持聚焦激光脉冲被限制在20厘米长的加速器内。
研究人员之一、安东尼·贡萨尔维斯博士说:“加热束使我们能够控制驱动激光脉冲的传播。未来我们计划进行更多实验,希望能够更精确地控制等离子体波中的电子注入,以获得更高质量的电子束,并将多个阶段耦合在一起,从而获得更高能量。”
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