反物理的準粒子可以打開一個全新的顯微鏡世界

窺探微觀領域物體的私生活（及以后），科學家經常依靠極其明亮的光源。

這自由電子激光器獲得最佳結果加速電子幾公里朝向光速，通過一個大的磁鐵大廳擺動它們，以搖晃自由的強烈光子脈沖，這些光子點亮了用于研究的材料。

現在，一個國際物理學家團隊認為他們可以實現使用小得多的設備具有相同的效果用準粒子–粒子狀實體從其他粒子的復雜相互作用中出現。

如果他們的概念能夠發展成一項可行的技術，它可能會讓世界各地的更多研究人員對他們正在研究的最微小的結構有無與倫比的可見性。產生見解到病毒、計算機芯片、光合作用和恒星的化學反應。

粒子加速器可以適合建筑物內遠不如直線加速器相干光源（拼箱）在加利福尼亞州。一個小鎮的大小，其漫長的電子賽道能夠在光譜的X射線部分發射高能光波。

但是已經有A. 取得的進展邁向粒子加速器的小型化，特別是在加速的設備帶電粒子或等離子體。

一組國際研究人員使用計算機模擬演示這些緊湊型等離子體加速器如何產生與大型粒子加速器產生的等效的亮光。

訣竅是了解等離子體加速器如何產生準粒子。

準粒子是相干系統當介質受到干擾或興奮時，就會出現這種情況。雖然是集體努力形成的，但它們可以被視為離散粒子，因為它們具有穩定的特性，例如電荷，質量,能量、大小、形狀和動量.

因為可以創建準粒子通過一組發光粒子在介質中移動的協調運動，它們可以穿過物理定律的漏洞，否則這些漏洞會限制更多的普通粒子。

它們甚至可以比光在同一介質中傳播得更快。這是可能的因為光線變慢了當穿過真空以外的任何東西時，準粒子可以超越它。

“準粒子最迷人的方面是它們能夠以控制單個粒子的物理定律所不允許的方式移動，”說物理學家和合著者約翰·帕拉斯特羅。

“靈活性是巨大的，”說博士生和第一作者Bernardo Malaca。

“即使每個電子都在執行相對簡單的運動，來自所有電子的總輻射也可以模仿比光或振蕩粒子更快的粒子的總輻射，即使局部沒有一個電子比光或振蕩電子快。

準粒子也可以創造超輻射;由一組同步工作的粒子產生的超亮光子束。

研究人員表明，理論上有可能使用等離子激光器內的準粒子產生這種超輻射，在光譜的紅外和紫外線部分之間產生波長。

“這樣的進步可以將全球少數自由電子激光器的研究和技術直接帶到許多大學。骨科和工業規模實驗室，“研究人員寫.

“因此，時間相干性和超輻射的開始是創建緊湊，負擔得起和有競爭力的基于等離子加速器的光源的基本缺失要素。

本文發表于自然光子學.

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