高效等離子體尾場(chǎng)加速器

本期封面所示為一個(gè)高效等離子體尾場(chǎng)加速器的模擬圖，具有兩束結(jié)構(gòu)的一個(gè)電子束從左上向右下穿過(guò)等離子體。利用由無(wú)線電波產(chǎn)生的電場(chǎng)在高能前沿工作的粒子對(duì)撞機(jī)從大小和成本來(lái)說(shuō)正在接近可行性的極限，但還有其他加速方法可以用來(lái)建造這種費(fèi)用較低、尺寸較小的裝置。等離子體尾場(chǎng)加速器(在其中，一個(gè)電子束通過(guò)讓其在被另一個(gè)電子束激發(fā)的一個(gè)等離子體波上“沖浪”而被加速)有望能夠在僅僅幾厘米距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)千兆電子伏特級(jí)別的能量增益，這樣一個(gè)能量增益若用傳統(tǒng)加速器則需要幾百米距離。以前，這種方法只被用來(lái)每次加速數(shù)量非常少的電子。現(xiàn)在，在美國(guó)SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室的“先進(jìn)加速器實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置”(FACET)工作的研究人員，以對(duì)于一個(gè)等離子體加速器來(lái)說(shuō)前所未有的效率實(shí)現(xiàn)了一次對(duì)大約5億電子的加速。

這一成果可以說(shuō)是用于從高能物理到醫(yī)學(xué)和工業(yè)應(yīng)用的費(fèi)用可承受、尺寸比較小的加速器的開(kāi)發(fā)中的一個(gè)里程碑。

封面圖片：由加州大學(xué)洛杉磯分校的Weiming An和Frank Tsung利用QuickPIC模擬和VisIT可視化軟件做成。