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世界上最小的粒子加速器比大型强子对撞机小5400万倍,而且它可以工作

本站发布时间:2023-11-16 15:36:58

这台被称为纳米光子电子加速器(NEA)的新机器由一个小型微芯片组成,该微芯片内有一个更小的真空管,由数千个单独的“柱子”组成。研究人员可以通过向这些柱子发射迷你激光束来加速电子

主加速管约0.02英寸(0.5毫米)长,比欧洲核子研究中心位于瑞士的大型强子对撞机(LHC)16.8英里长(27公里)的环短5400万倍;世界上最大、最强大的粒子加速器,发现了一系列新粒子,包括希格斯玻色子(或上帝粒子)、幽灵中微子、魅力介子和神秘的X粒子 

这个小隧道的内部只有225纳米宽。根据美国国家纳米技术研究所的数据,就背景而言,人类头发的厚度为80000至100000纳米

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大型强子对撞机比纳米光子电子加速器的真空管长5400万倍

在10月18日发表在《自然》杂志上的一项新研究中;爱尔兰根亚历山大大学–德国纽伦堡(FAU)使用这种微小的装置将电子从28.4的能量值加速;千电子伏特至40.7&shinsp;keV,这是大约43%的增长

研究人员在一份声明中写道,这是2015年首次提出的纳米光子电子加速器首次成功发射。(斯坦福大学的研究人员已经用他们的迷你加速器重复了这一壮举,但他们的结果仍在审查中)

研究合著者、FAU物理学家Roy Shiloh在声明中说:“我们第一次真正可以谈论[微]芯片上的粒子加速器。”

大型强子对撞机使用9000多块磁铁来产生磁场,将粒子加速到大约99.9%的光速。NEA也会产生磁场,但它是通过向真空管中的柱子发射光束来工作的;这以正确的方式放大了能量,但由此产生的能量场要弱得多

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被NEA加速的电子的能量只有被LHC加速的粒子的百万分之一左右。然而,研究人员相信,他们可以通过使用替代材料或将多个管堆叠在一起来改进NEA的设计,这可以进一步加速颗粒。尽管如此,它们永远不会达到与大型对撞机相同的能级

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