调相聚焦激光加速器的持续加速问题

本文指出了在调相聚焦激光加速器中,粒子是靠在加速相位区间内不断地滑相而获得持续加速的。它不属于行波加速。调相聚焦激光加速器的主要特点是利用远离加速结构器壁的聚焦激光电磁场来加速荷电粒子的,它的加速场强可以大大超过器壁材料的击穿场强,即加速能力很高。这种聚焦电磁场沿被加速粒子运动方向的     

内磁层中行星际激波激发的超低频波对“杀手”电子和能量离子的快速加速

辐射带中的能量电子与离子是首要的空间天气威胁. 理解这些粒子如何在辐射带中被 加速是空间物理学的主要挑战之一. 本文总结了行星际激波在内磁层激发的超低频(ULF)波 对“杀手”电子与能量离子的快速加速的最新进展. 甚低频(VLF)波-粒子相互作用被认为是电 子加速的主要机制之一, 这是因为电子回旋共振容易在VLF 波频率范围内发生. 最近, 运用4 颗Cluster 卫星的观测, 发现在行星际激波作用于地球磁层之后, 辐射带中的能量电子几乎立 即被加速, 并且加速过程持续数小时. 传统的加速机制是基于VLF 波粒相互作用加速电子至 相对论能量, 时间尺度长达数天, 因而无法解释我们的观测. 进一步发现行星际激波或太阳 风压强脉冲, 与更加小的动压变化, 对辐射带动力学起到无法忽视的作用. 行星际激波与地 球磁层相互作用会产生许多重要的空间物理学现象, 包括能量粒子加速. 由行星际激波作用 引起的辐射带能量电子的快速加速的机制包括3 个组成部分: (1) 由与激波相关的磁场剧烈压 缩引起的初始绝热加速; (2) 与不同L 壳层被激发的极向模ULF 波造成漂移-共振加速; (3) 与 ULF 波相关的快速衰减的电场引起的粒子加速. 粒子最终会获得净加速, 因为它们在上半个 周期获得的能量多于在下半个周期损失的能量. 本文得到的结果对理解在地球Van Allen 辐 射带中的能量粒子加速有了新的认识, 同样也可以被应用于行星际激波与其他行星的相互作 用, 例如水星、木星、土星、天王星和海王星, 以及其他有磁场存在的天体.     

关子激光加速电子

1.为使电子发射电磁波,或用电磁波加速电子,常要求波的相速度与电子同步。过去常采用衰减波(Evanescent wave)来达到低相速,但这就要求电子贴近周期结构运动,对光频电磁波来说,这种做法的实际意义似乎不大。文献[2]建议形成一种锯齿形的波前,使波相速与电子速度匹配。但是,在远离光栅的自由空间中是否能够形成锯齿形的波前?这似乎是个问题。下面以平面波上的小缺陷传播(例如平面波通过不均匀介质后的表现),表明这种可能性很少。     

激光拍频波驱动的电子等离子体波的有质动力饱和效应

电子等离子体波的拍频激发在等离子体加热、等离子体诊断、激光等离子体加速器以及在研究电离层等离子体等方面具有广泛的应用。最近,由于激光拍频加速器及Surfatron工作的兴起,电子等离子体波的非线性激发及其对粒子的加速引起越来越多的研究者的兴趣。理论上电子等离子体波的最大振幅可达到波破裂极限,E_p=mcωp/e,对于10~(18)     

太阳高能粒子的日冕逃逸时间与日冕加速源

太阳高能粒子事件爆发的初期, 太阳高能粒子的加速地点在日冕. 由于太阳高能粒子的观测主要在1 AU附近, 因此, 太阳高能粒子的日冕加速源只能依靠综合观测的资料来推测. 目前太阳高能粒子日冕加速源的研究主要通过研究太阳高能粒子的谱、太阳高能粒子的电荷态、太阳高能粒子的日冕逃逸时间, 并结合多波段的观测资料等方法来开展. 太阳高能粒子日冕逃逸时间的计算是研究太阳高能粒子日冕加速源的重要方法之一, 也是常用的方法之一. 结合大量的太阳高能粒子观测与研究事例, 该文详细介绍了太阳高能粒子日冕逃逸时间计算得到的一些重要研究结果, 同时也介绍了每一种方法的特点. 结合典型的相对论太阳高能粒子事件的研究事例, 讨论分析了利用太阳高能粒子日冕逃逸时间推测得到的几个相对论太阳高能粒子事件日冕加速源和可能的实际加速源, 指出了利用太阳高能粒子的日冕逃逸时间推测太阳高能粒子日冕加速源时可能存在的问题.     

激发态分子的简并的四波混频

引言 用简并的四波混频技术可以方便地测量透明介质的三阶非线性光学极化率。对于处于基态状态下的介质,其非线性特性是比较清楚的,然而,人们对处于激发态的介质的非线性光学特性了解得很少。当介质对入射光波有吸收时,有一部分粒子被激发到高能态,在简并的四波混频中,常常利用这种共振增强效应来增大三阶非线性光学极化率,但此时只是研究在激发     

科学之窗

科学之窗为什么要寻找顶夸克科学家称，他们已经发现了顶夸克存在的证据。芝加哥附近的国家费米加速实验室进行了这一试验。上周他们宣布已有证据说明这种看不见的粒子是存在的。他们并未看到这种粒子，但是发现了这种粒子存在的迹象、如果这一发现得到证实，那么原子结构...     

J(3100)是哪一族粒子?

最近三个实验室分别在3.1 GeV和3.7 GeV附近发现两个新粒子,称为J粒子或ψ粒子。它们的特征是质量很大宽度很窄。在这篇文章中,我们对它们作一些初步的分析。 两个粒子中之一的实验数据:     

冰海之下探测中微子

我们的宇宙所能展现出的核过程远比地球上粒子加速器所能达到的还要剧烈得多.大自然可以把基本粒子加速到能量超过1020电子伏特(eV)--相当于一个基本粒子携带了50焦耳的宏观能量,但我们还不清楚这些粒子(绝大部分是质子)的起源以及它们是如何被加速的.     

青藏高原东缘地震各向异性、应力及汶川地震影响

使用国家地震台网固定台站和区域流动地震台站资料,通过对最长达18年记录开展的剪切波分裂分析,得到青藏高原东缘构造域(包括龙门山断裂带)的上地壳各向异性空间分布和时间变化特征.通过快剪切波(快波)偏振和慢剪切波(慢波)时间延迟参数,获得了快波偏振的分区分布特征和汶川地震前后不同分区统计特征的时间变化.剪切波分裂参数受到应力场和断裂构造的影响,块体边界或断裂附近的快波偏振特征比块体内部更为复杂,导致一些分区显示两个优势方向.在汶川MS8.0地震前后,可以观察到一些台站或区域的剪切波分裂参数的变化,既有快波偏振方向的改变,也有慢波时间延迟的变化.地震前后有明显变化的台站,基本符合两种情况:一是震中距较近;二是处于大的断裂或构造边界附近.研究发现,汶川地震前后,龙门山断裂带区域的慢波时间延迟的降幅显著大于周边区域;龙门山断裂带北段的慢波时间延迟降幅,大于龙门山断裂带中段,大于龙门山断裂带南端与鲜水河断裂、安宁河断裂的交汇区,这反映了地壳应力及介质物性状态的变化.通过分析剪切波分裂参数,推断出龙门山断裂带域及周边区域的主压应力分布.本文同时还分析了芦山地震前后剪切波分裂特征的变化.研究认为,利用地震剪切波特性监测应力变化,进而可应用于地震应力预测研究.需要注意是,不同的构造部位对应力变化有不同的响应.     

契仑科夫光斑图象

带电粒子穿过透明介质时,若粒子速度v大于c/n时(c是光速,n是介质折射率),会产生契仑科夫辐射。如果介质是薄板型的,辐射光子在底面形成局部面积的光斑图象,我们称之为契仑科夫光斑。与底面耦合的光电器件(例如象增强器或位置灵敏的紫外光子正比室)直接记录光斑图象信息,并利用光斑图象的分析,可以测定粒子的入射位置和入射方向,并且     

高能物理实验数据的获取和处理

高能物理实验的基本方法是利用被加速的具有极高能量的粒子轰击另外的粒子(或两束这样的粒子互相撞击),在它们发生相互作用的时候,观察物质在微观世界中发生的物理过程。观察这些过程,要使用庞大的探测器装置和大量的电子学设备。由于实验面     

光对空间带电粒子产生斥力的一种假说与太阳风的起源

由间接观测和直接的宇宙火箭的探测已经证实,太阳时刻不停地向四周空间喷射出等离子体粒子流,形成太阳风;它在空间有一定的密度分布与速度分布,在地球轨道附近太阳风速度达到每秒500公里的量级,密度大约为10个/厘米~3左右。这个现象,迄今在理论上仍然没有得到圆满的解释。现在比较公认的理论要算Parker的理论,但是他的理论存在根本性的问题。根据太阳风的观测事实,我们应该考虑:这些带电粒子(主要是质子和电子)受着什么力的作用因而能克服巨大的太阳引力而飞向星际空间?把这些粒子加速到每秒几百公里的巨大速度的物理机制是什么?供给粒子的能量是从哪里来的?等等,一句话太阳风是怎样形成的?     

电子冲浪波

电子冲浪波最近，美国加利福尼亚大学的陈周时提出一种造价可能相对便宜且可以模拟“创世大爆炸”原始初态条件的小型紧凑的方法。如果这项技术可以被扩展到更大的体积范围内．它将可以象ＳＳＣ那样将亚原子粒子加速至超高能量状态，而其所需的加速长度为５０米而不是ＳＳ...     

He~+辐照非晶态合金的深度分布和保存量

在聚变堆的设计中,材料的辐照损伤被看成是除了等离子体物理外最重要的技术问题之一,特别是第一壁,它要经受热等离子体、聚变α粒子、14MeV聚变中子、中性原子等的直接照射,高通量、多种粒子的照射使得第一壁辐照损伤的研究特别重要.壁材料的辐照损伤分为两类,一类是体损伤,另一类是表面损伤,表面损伤的主要表现形式为表面溅射、表面发泡和蒸发,聚变α粒子引起第一壁的表面损伤是当今聚变堆研究十分关注的问题.     

Kerr-de sitter时空中任意自旋的统一场方程在视界附近精确解

界附近的精确解。这对于研究kerr-de sitter时空中粒子的产生和视界附近粒子的Hawking辐射都是有用的。例如用本文结果可以证明kerr-de sitter时空中零质量中微子产生。关于这个问题详细讨论     

低能核辐射探测

低能核辐射指原子核衰变或反应时发出的辐射或粒子,包括电子、质子、中子、光子、中微子等基本粒子与氘核、氚核、α粒子、裂变碎片、碳离子、铁离子等各种原子核与重离子。核辐射通过介质时,会产生各种物理效应:电离、激发、原子移位、发射次级粒子、产生核反应等等,并导致某些化学变化。用核辐射探测器将这些变化记     

科学家观测土星激波结构

<正>美国"卡西尼号"探测器在土星附近观测到一次强烈的太阳风,在此过程中粒子被加速到极高的能级。科学家们认为,"卡西尼号"探测器为他们提供了一次在太阳系内部研究超新星激波加速机制的机会。科学家们对一种"准平行"激波尤其感兴趣,在这种情况下,磁场和激波的正向方向几乎平行。虽然激波结构在宇宙中司空见惯,但我们现在还没有能力飞往遥远的恒星际空     

碰撞等离子体中大振幅离子声波的非线性效应

等离子体波振幅足够大时,相干性和非线性效应将起重要作用,不能简单地采用准线性理论。一些电子被波的势阱俘获后,由于波与粒子相互作用,在相速度V_Φ～ω/k附近分布函数将大大畸变,必须用非线性理论来处理。Hasegawa在讨论大振幅等离子体波非线性效应问题时,他假设电子分布函数在捕获区变平,在非捕获区保持平衡分布。Krapcher等由绝热不变量理论讨论大振幅波驱动电流的问题,但讨论限于一维情形,并且未包括耗散效应的影响。夏蒙棼分析了一种随机效应驱动电流的机制,得到钭波振幅要超过某个随机性阈值时才出现这种机制。但对碰撞对捕获电子非线性效应的影响,或耗散效应的研究在国内外都较少讨论。我们利用离子声波漂移不稳定性使离子声波的振幅增长到足够大时也得到了离子声波非线性朗道阻尼的理论与实验相符合的结果。     

带电重粒子激发的γ射线在同位素分析及技术上的应用

加速后的质子或α粒子等带电重粒子和多种原子核类起反应而产生γ射线。γ射线的能量、谱线分布和产额是被冲击的原子核的一个标帜。这一标帜和带电重粒子的冲击能量也有确定的关系。如所周知,在原子核物理实验中,常利用这些事实来研究和冲击粒子起反应的靶子材料的情况。本文指出利用这样产生的γ射线作为同位素分析及技术应用的广泛可能性。