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佛山震動(dòng)開(kāi)關(guān)飛秒x射線從桌面加速器
物理學(xué)家在奧斯丁德克薩斯大學(xué)已經(jīng)建立了一個(gè)桌面粒子加速器可以產(chǎn)生能量和速度之前達(dá)到只有通過(guò)主要設(shè)施。
我們已經(jīng)加速約十億電子伏的電子2距離大約1英寸,”麥克說(shuō)鎮(zhèn)定劑,物理學(xué)教授,這所大學(xué)的自然科學(xué)。“直到現(xiàn)在,這種程度的精力和注意力要求傳統(tǒng)的加速器,伸展的長(zhǎng)度超過(guò)兩個(gè)足球場(chǎng)。這是一個(gè)精簡(jiǎn)的一個(gè)因素。”約10000
研究結(jié)果發(fā)表在《自然通訊,據(jù)說(shuō)是標(biāo)志著一個(gè)重要的里程碑的進(jìn)展多吉電子伏特(GeV)激光等離子體加速器成為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備研究實(shí)驗(yàn)室。
唐納說(shuō),他預(yù)計(jì)10 gev加速器幾英寸的長(zhǎng)度要開(kāi)發(fā)在接下來(lái)的幾年內(nèi),他認(rèn)為20 gev加速器可以開(kāi)發(fā)類似的大小在一個(gè)十年。
唐納表示,從目前的2 gev電子加速器可以轉(zhuǎn)化為“硬”x射線明亮如來(lái)自大型設(shè)施。他相信在進(jìn)一步細(xì)化他們甚至可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)x射線自由電子激光器,目前可用的最明亮的x射線源,科學(xué)。
一個(gè)桌面x射線激光器將是變革性的化學(xué)家和生物學(xué)家,誰(shuí)能使用明亮的x射線研究的分子基礎(chǔ)物質(zhì)和生活與原子精度,和飛秒時(shí)間分辨能力,不用去一個(gè)大型國(guó)家設(shè)施。
“x射線的我們能夠生產(chǎn)的飛秒持續(xù)時(shí)間,這是時(shí)間尺度的分子振動(dòng)和最快的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,”唐納在一份聲明中說(shuō)。他們將有能量和亮度,使我們看到,例如,原子結(jié)構(gòu)的單一蛋白質(zhì)分子在活樣本。
生成高能電子能夠生產(chǎn)這些x射線,唐納和他的同事們雇傭發(fā)展加速,涉及發(fā)射一個(gè)簡(jiǎn)短但極其強(qiáng)烈的激光脈沖為氣體。
“外人看起來(lái)低技術(shù)”,唐納表示。“你要做的就是讓一個(gè)小吹氣與正確的密度和概要文件。激光脈沖進(jìn)來(lái)。它并使氣體電離等離子體,但它也烙印在結(jié)構(gòu)。它將電子從離子背景并創(chuàng)建這些巨大的內(nèi)部空間電荷字段。然后帶電粒子出現(xiàn)的是等離子體,被困在那些領(lǐng)域,這是賽車沿著以接近光速的速度與激光脈沖,并加速在他們。
科學(xué)家一直在嘗試發(fā)展加速度的概念自1990年代早期,但他們一直受到他們的激光的力量。作為一個(gè)結(jié)果,現(xiàn)場(chǎng)被困在一個(gè)最大的能量約1 gev多年。
唐納和他的同事們能夠使用德州Petawatt激光推過(guò)去的這個(gè)障礙。尤其是petawatt激光使他們能夠使用氣體少得多的密度比先前的實(shí)驗(yàn)。
“在一個(gè)較低的密度,激光脈沖的行進(jìn)速度可以通過(guò)氣體,”唐納表示。但與前幾代的激光器,當(dāng)密度太低了,沒(méi)有足夠的濺水聲電子注入到加速器,所以你得到了什么。這就是petawatt激光進(jìn)來(lái)。當(dāng)它進(jìn)入低密度等離子體,它可以使一個(gè)更大的水花。
唐納說(shuō),現(xiàn)在他和他的團(tuán)隊(duì)展示了使用性能2 gev加速器,它應(yīng)該只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題,直到10 gev加速器建成。這個(gè)門檻是很重要的,因?yàn)?0 gev設(shè)備將能夠做x射線分析,生物學(xué)家和化學(xué)家希望。
“我不認(rèn)為一個(gè)重大突破是需要到那里,”他說(shuō)。“如果我們能夠保持資金到位在接下來(lái)的幾年里,這一切會(huì)發(fā)生。公司現(xiàn)在銷售petawatt激光商業(yè),我們就能更好地這樣做,公司會(huì)產(chǎn)生使10 GeV加速器模塊。然后最終用戶,化學(xué)家和生物學(xué)家,將進(jìn)來(lái),這將導(dǎo)致更多的創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)。佛山震動(dòng)開(kāi)關(guān)http://www.www.gujindz.cn |
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