粒子加快器正在半导体操纵、医疗、医学成像、质料、能源和医学商量方面具有强大潜力。但古板的加快器须要强大的空间，制价腾贵。克日，科学家诈欺激光尾流场加快工夫胜利将千米级其余加快器缩短到不到 20 米。

　　克日，宣告于《极度条款下的物质与辐射》（Matter and Radiation at Extremes）的一篇作品显示，得克萨斯大学奥斯汀分校的科学家携带的科学团队胜利研制了一款长度不到 20 米的紧凑型粒子加快器。这款紧凑型加快器可能出现能量为 100 亿电子伏特（10 GeV）的电子束。

　　聚焦正在等离子体上的强激光脉冲可能激起非线性等离子体波。正在合意的条款下，来自布景等离子体的电子被捉拿正在等离子体波中，并可能加快到超光速。这种计划称为激光尾流场加快器。

　　激光尾流场加快的加快率梯度比利用古板射频加快器工夫得回的加快率梯度越过大约 3 个数目级。从 1979 年，激光尾流场加快的观点初次被提出今后，它就不断被以为希望将千米级的古板加快器和辐射源缩小到房间巨细的机械。

　　正在新商量中，科学家举办了激光尾流场加快器测验 —— 用 1000 万亿瓦级其余激光激起尾流场以及纳米粒子来助助将电子注入尾流场的加快阶段。结果显示，用长约 10 厘米的纳米粒子辅助激光尾流场加快器可能出现 340 pC、10±1。86 GeV 的电子束。（pC 即皮库克，1 皮库克为 1 库克的一千亿分之一。）这款加快器也可能出现能量较低的电子束（40～60 亿电子伏特）。

　　这款紧凑型加快器囊括一个气室、一个偶极磁体和两个闪灼屏 DRZ1 和 DRZ2。全豹装备被睡觉正在真空室内。激光和电子束从右向左撒播。

　　气室是加快器的重点局限。剥蚀激光通过顶部窗口聚焦到金属板外外，并烧蚀出现纳米颗粒。纳米颗粒与氦气混杂，平均地填充正在气室中。得克萨斯佩塔瓦激光器发射的激光通过一个直径为 3 毫米的圆孔进入气室，并出现很众电子（通过另一个直径为 3 毫米的圆孔脱节气室）。

　　不管是 100 亿电子伏特，仍是 40～60 亿电子伏特，都属于高能加快器。正在环球，能到达 100 亿电子伏特的加快器屈指可数，而且，这些圆形加快器的直径众人都是千米级别。

　　高能加快器可能出现众种次级的高能粒子流，除了能举办高能物理测验外，同样也可能举办低能和中能物理测验。除了物理测验，高能加快器还能模仿核火器爆炸的危害效益，缔制裂变质料等。

　　电子束正在同步加快器中会出现同步辐射，这对付升高电子能量来说当然是一件坏事，但同步辐射正在分子生物学、外外物理、外外化学、天体物理、非线性光学、半导体器件工艺方面都有至极广大的操纵。比如，用同步辐射束光刻可到达皮米级别，比用电子束来刻蚀细了 3 个数目级，要是工夫成熟，改日或可将一面准备机缩小到洋火盒巨细，以至更小。

　　高能加快器出现的很众高能粒子对癌细胞都有杀伤影响。独揽好高能粒子的能量，并使其恰巧影响正在人体中患癌的局限，就可能到达息灭癌细胞，又避免危害人体内平常机合的方针。

　　科学家正正在研究将这款加快器用于百般方针。他们希冀用它来测试太空电子配置对辐射的才气，对新半导体芯片策画的 3D 内部机合举办成像，以至开荒新的癌症疗法和进步的医学成像工夫。

　　这种加快器也可能用来驱动另一种称为 X 射线自正在电子激光器的装备 —— 可认为爆发正在原子或分子标准上的流程拍摄“慢作为片子”，比如，药物与细胞的互相影响，或许导致电池着火的电池内部变动，太阳能电池板内部的化学响应，以及病毒卵白习染细胞时的变动。

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