技术装备 > 电子加速器 > 正文

​太赫兹辐射可以帮助最小化和放大粒子加速器

太赫兹 粒子加速器
发布:2020-09-30 15:17:04    
美国能源部SLAC国家加速器实验室的一组科学家发明了一种新型的粒子加速器,在给定的距离内,其能量增益是当前加速器的10倍。这可能使用于特定的应用1/10加速器日今天的机器的长度。
 
当前的加速器依靠高能射频(RF)场来提高粒子的速度和能量。磁场进入特定的空腔,颗粒在其中暴露。每个腔体在给定的距离内只能提供有限的能量提升,因此需要较长的腔体线才能产生高能束。
 
SLAC的新型加速器使用的是太赫兹(THz)波,而不是RF场。尽管两者都是电磁辐射的形式,但太赫兹波比无线电波短10倍,因此太赫兹加速器中的空腔也可以更小。实际上,该团队建造的那架仅长0.2英寸。
 
 
SLAC的科学家已经发明了一种铜加速器结构,可以使未来的X射线激光器和用于放射治疗的加速器更加紧凑。它将太赫兹辐射馈送到一个微小的腔体中,以将粒子增强为巨大的能量。此图显示了结构的一半,空腔位于圆圈区域。插图:腔的一部分的扫描电子显微镜图像,该腔的长度为3.5毫米,最窄处为280微米宽。Chris Pearson / Emilio Nanni / SLAC国家加速器实验室
 
建立较小的空腔以达到所需的公差,迫使团队想出了一种新的设备制造方法。过去,标准方法是通过在彼此顶部堆叠一层薄薄的铜层来构造它们。通过加工两个半部并将它们粘合在一起,该团队获得了一个更加准确和精确的型腔。
 
这种新结构还能产生比传统铜腔中的脉冲短一千倍的粒子脉冲。这意味着它们可以产生更高频率的脉冲束,并能够 在给定的时间内释放更多的功率。
 
研究人员的下一个目标是将他们的发明变成一种电子枪,可以为下一代X射线激光,电子显微镜甚至癌症治疗产生明亮的电子束。同时,团队必须等待更好,更高效的太赫兹发生器。太赫兹波的短波长使其难以开发和建造太赫兹源。目前,SLAC研究人员正在探索电子束和基于激光的太赫兹发生器,将其作为小型加速器中的高峰值功率,以用于未来的实际应用。

推荐阅读

SLAC利用太赫兹辐射增强粒子能量 使粒子加速器缩小10倍

SLAC的科学家已经发明了一种铜加速器结构,可以使未来的X射线激光器和用于放射治疗的加速器更加紧凑。 2020-09-24

走近粒子加速器

黑洞首张照片的发布,在全球范围内引起巨大轰动。“黑洞是什么?黑洞里面有什么?我们可不可以制造一个人工黑洞?”对于前两个问题,目前在科学研究领域存在许多争议。 2020-01-13

新的激光技术造就功能更强大的粒子加速器

通过观察已被加速到极高能量的电子,科学家们能够解开有关组成我们宇宙的粒子的线索。 2020-04-10

欧洲核研究组织计划建世界最大粒子加速器

拥有世界上最大粒子加速器的欧洲核研究组织(CERN)在考虑建一个新的、更大的加速器。近日,该组织的理事会宣布就此计划开始一项可行性研究。 2020-07-21

世界上唯一一台专用于艺术的粒子加速器——AGLAE

你也可能已经前去膜拜过里面的蒙娜丽莎像和维纳斯雕塑什么的,但你或许并不知道,卢浮宫还有一件宝贝,深藏在地下,并且不会对游客开放:世界上唯一一台专用于艺术的粒子加速器,Accélérateur Grand Louvre d’analyse élémentaire,简称AGLAE。 2020-07-23
阅读排行榜