这种微型粒子加速器提供具有巨大前景的小型激光器

粒子加速器在研究宇宙主题方面非常有趣，但我们认为它们往往是巨大的仪器——在某些情况下是在城市周围。 科学家们现在已经制造了一个更小的版本来操作先进的激光器，这种设置可能与其较大的对应物一样有用。

所讨论的粒子加速器是 尾场等离子体加速器，它产生短而强烈的电子爆发，它使用的激光被称为 自由电子激光器 (FEL)，它利用光以极高的精度分析原子、分子和凝聚态物质。

虽然之前已经尝试过这种情况，但由此产生的激光强度不足以在较小的尺度上有用。 在这里，研究人员能够将装置封闭在几个真人大小的腔室中，最终电子束被激光放大，在该过程的最后一步将其强度增加 100 倍。

“我们已经通过具有超高容量加速的激光电子加速器证明了新技术路径的可行性，并将设施的尺寸从公里级减少到了 12 米，” 物理学家凌雨欣说：，来自中国科学院（CAS）。

在缩小技术规模的同时保持其实用性，团队面临着各种挑战。 例如，他们必须将电子能量的变化降低到仅 0.5%，这需要进行一系列改进以控制电子加速度并确保平稳移动。

电子通过真空管和一系列三个磁化波形释放，这些波形使用它们的磁场干扰电子并产生光。 发射的光将电子推回，将它们推入更小的组，然后产生激光束。

在保持稳定性的同时增加通过扩展器的电场是设置如此紧凑的原因之一。 这意味着粒子加速器的许多优点可以应用于在单个房间内进行的实验。

“FEL 的特性，包括超高分辨率的时间和空间分辨率和超峰值亮度，使实现超高分辨率 3D 和多媒体成像成为可能，” 物理学家王文涛说：来自CAS。

新设置不仅比标准粒子加速器和 FEL 配置更小，而且价格也更便宜——打开了各种潜在的新应用程序，即使该设备不如完整版本强大。

事实上，为实际实验室实验准备新的粒子加速器和 FEL 将需要大量时间和大量研究，但科学家们已经证明了缩小整个系统的可行性。

虽然对于小型加速器和激光器与我们已经从较大版本中获得的结果的兼容性仍然存在某些问题， 其他专家 他们很快就称赞这项新研究的能力。 途中可能会有许多令人兴奋的新发现。

“潜在技术的应用很可能会极大地扩展人类对生命奥秘和生物革命的理解，” 文涛说.

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