創紀錄的電子束瞬間提供 1 拍瓦級的功率

美國 SLAC 國家加速器實驗室的物理學家打破了最強大電子束的記錄，瞬間產生了約 100,000 安培的超高電流。

其場強大約是以前所能達到的五倍，在 SLAC 的光束電場中產生的能量令人震驚FACET-II 直線加速器可以突破實驗的界限，導致從天體物理學到材料科學的所有領域都有新的發現。

該團隊的新技術可以沿著磁軌引導毫米長的電子鏈，這使他們能夠將比賽壓縮成照片完成，在百萬分之一億分之一秒內提供超過一拍瓦的功率。

粒子加速器近一個世紀以來，它一直是物理學家的重要工具，利用振蕩電磁場來將帶電粒子推高到速度它們與光速相差無幾。

當粒子改變方向時，它們自己的場用高能 X 射線光子發光可以照亮材質以獲得高分辨率圖像。

在這個光束前面放置另一面電磁墻，來自碰撞場的能量可以搖晃各種閃亮的新顆粒來自 Quantum 泡沫本身。

為了產生更強烈的閃光或光線，或更大的碰撞，需要更多的能量;要么通過推動粒子更快，要么確保它們的所有能量都在更短的時間內傳遞。

由于電子在電磁波上沖浪時已經以接近最高速度行進，因此不可能有更高的速度。根據同樣的推理，迫使電池組后面的電子按下加速器并趕上前面的電子并不是一個解決方案。

但還有另一個技巧。盡管它們都以相同的速度比賽，但加速器的電子在沿著隧道沖浪時沿著電磁波的斜坡分布，其中一些在“底部”，一些在“頂部”。

那些處于頂端的人在轉彎時有更多的能量。為了迫使那些處于底部的人放慢速度，研究人員需要一種方法讓他們稍微踩一下剎車。

管理此類情況的一種常用方法是使用磁性障礙物這會導致能量較低的粒子走得稍微長一些，就像在實際賽道上的減速彎會迫使動力較弱的汽車小心翼翼地左右穿梭，而咕嚕聲較多的汽車可以直接通過。

通過根據粒子的能級偏轉粒子，電子鏈可以聚攏在一起，理論上可以產生更大的沖擊力。

只有一個問題。賽道上的每一次轉彎都會迫使電子以高頻 X 射線光子的形式釋放出寶貴的能量。

為了幫助補充損失的能量，該團隊在減速彎的中間插入了第二個稱為起伏器，這會將電子快速推向另一個方向。同時，引入了來自藍寶石激光器的閃光來控制電子的擴散。

起伏和光線的及時混合塑造了鏈的分布，因為它被反復加速和壓縮，取代了一部分損失的能量，同時迫使許多電子在僅三分之一微米長的空間內重疊。

最終結果是強大的閃電在一個瓶子中，該技術在未來可能會得到改進，可能會將更多的高速電子限制在更小的空間內。

這項研究發表在物理評論信.

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