调相聚焦激光加速粒子的可能性问题

利用激光可能达到的高场强来加速带电粒子是有吸引力的。但是采用通常的慢波工作方式,实际达到的场强将受附近的器壁或介质材料容许的功率密度的限制。针对这个问题,文献[1]提出了调相聚焦加速粒子的一种设想。它是基于以下的假设:粒子理想轨道附近的波场相位可以在远离介质或金属器壁的条件下按     

神奇的粒子束武器

过去,人们曾把火炮称为"战争之神",但现在国外正在研制一种新式武器"粒子束武器",将是新一代战争之神。粒子束武器是利用高能粒子流摧毁敌方武器装备、杀伤有生力量的一种定向高能武器。它主要由动力源、储能器、粒子加速器、聚焦器和瞄准跟综系统组成.它是把亚原子粒子加速到接     

强激光对于电子的回旋共振加速

粒子的激光加速是下一代高能加速器的主要原理。一种可能的方案是在等离子体中射入强激光以加速粒子。当电磁波强度足够大时,必须把电子处理为相对论的。如果等离子体密度足够低,等离子体朗谬频率ω_p远小于激光频     

加速粒子在激光技术中的应用

当前,激光技术应用十分广泛,它几乎已渗透到各个领城中去.但随着应用的日益扩大,人们对激光器提出了更高的要求,希望能出现波长范围很宽、又连续可调的高功率激光器.而将加速粒子应用于激光技术中,就能比较满意地解决这些问题. 加速器是一种用人工方法对带电粒子如电子、质子和离子等进行加速以提高其能量的装置.加速粒子     

激光加速原理

为了“深究,基本粒子的深层内部结构,人们建造了越来越大的加速器.但是目前的电子或质子加速器由于受造价、特别是材料的限制,进一步提高的程度已有限,所以不得不把注意力转向探索能加速粒子的断型加速器.我国科学工作者彭桓武、庄杰佳在激光加速原理方面提出了一种新方案,受到了科学界的很大关注.本刊特请庄杰佳同志撰写《激光加速原理》一文向读者作一介绍.     

电离毛细管等离子体在激光加速领域的应用

激光加速是近年提出的一种新型加速机制,它以等离子体为加速介质,受到等离子体性质的强烈影响.电离毛细管装置作为一种能稳定产生等离子体通道和调制等离子体参数的可靠工具,既可以承载激光等离子体尾波的高梯度加速场,又能提供放电电流驱动的高梯度横向聚焦磁场,在紧凑型激光加速器、辐射源及等离子体透镜的研究中发挥着重要作用.本文介绍了电离毛细管等离子体的原理及特性,归纳了它在激光加速领域的主要应用,包括作为加速段进一步提高激光等离子体加速粒子束的能量及质量、作为束流传输元件匹配加速粒子束的实际应用需求.在此基础上,对毛细管等离子体未来的发展趋势进行了展望,并简要介绍了北京大学电离毛细管等离子体平台的建设情况.     

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)     

帶电粒子加速器的种类特性和用途

一总论 (一) 加速器应用的一般介紹 “帶电粒子加速器”是用人工方法使带电粒子受电磁场作用而加速达高能量的裝置,一般簡称为“加速器”,其用途很广: 1.首先在原子核物理领域,常要求从加速器中得到高能粒子作为核彈去轟击各种原子核。主要进行的工作有以下三方面: (1) 核反应工作; (2) 核結構問题的研究; (3) 核力問題的研究。通常作为核彈的粒子有五种:a(氦核_2He~4),d(重氫核_1H~2)、p(氫核_1H~1)、中子(_0n~1)和光子(γ)。后兩种核彈不帶电,虽不能直接由加速器获得,但可以通过帶电粒子的核反应間接地得到。例如氘核与氘核作用放出中子,电子射綫遇到其他物質則放出γ射     

激光加速器中的靶科学与技术

激光加速器通过激光打靶产生高能带电粒子,是一种极具潜力的新型加速器.与“靶”相关的科学与技术,对激光加速器性能的提升、设备的实用化与普及起着至关重要的作用.本文概述靶科学与技术对激光加速器的重要意义,探讨其中的关键问题,着重介绍北京大学重离子物理研究所研究团队在相关领域取得的进展.通过与纳米科技结合,我们创立发展了碳纳米管靶体系,成功解决了临界密度靶难题;设计并构建双层纳米靶,实现了重离子级联加速过程,解决了短脉冲激光加速重离子/超重离子时高效电离与长时间加速难以兼得的瓶颈问题,创纪录地获得了580 MeV碳离子与1.2 GeV金离子;攻克了高品质靶材批量制备、靶材损伤阈值测控、高精度瞄靶、重频打靶等关键技术,有力推动了激光离子加速器实用化进程.     

激光离子加速机制研究新进展

常规粒子加速器由于存在电场击穿的限制,加速梯度低于100MV/m,所以随着粒子能量的增加,加速器的长度和体积变得越来越庞大.例如,美国斯坦福大学的直线型     

Formation and maintenance of ELV - 8 accelerators

ELV-8加速器是俄罗斯制造的变压器型加速器,该加速器结构紧凑,效率高,故障率低,为本公司创造了可观的经济效益.     

一种引起风险的元素

达姆施拾符仁仕法三允揭以南,的目豆里禺寸扮究所GSI正风头十足,因为它人工产生了107号元素,这是迄今发现的最重元素。该所所长Gisbert:u Putli七:教授雄心勃勃,计划谋求更大更好的实掀伐奋。 GSI是欧洲唯一专门的重离子实验室,依其加速重离子的设备为业,它甚至可以加速铀离子,加速分几级进行。上月底,该所开始扩建它的全粒子直线加速器UN工LAC,使所     

我们需要粒子加速器的10个理由

<正>物理学家想要通过粒子加速器来解决物理学的一些根本性问题:我们的宇宙是如何诞生的,为什么物体拥有质量等等。但粒子加速器是什么?它是不是离我们很遥远?这么高大上的设备,跟我们又有什么关系呢?粒子加速器(Particle Accelerator)的体积通常极为庞大,位于美国芝加哥附近的费米实验室的万亿电子伏加速器(Tevatron)周长为6千米,而欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)的周长则是它的4.5倍。它不但体型巨大,而且造价极其昂贵。     

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.     

人类面临十大潜在威胁

粒子实验可以吞噬地球 科学家通过粒子加速器使粒子达到光速后,互相进行碰撞,以此来研究微观世界的能量定律。由于被研究的物质是如此之小,人类也许从不担心粒子会构成什么威胁。但是最近,一些严肃的科学报告指出,在美国长岛的“粒子加速器”实验或“相对论重离子”碰撞实验,可能会产生一个微型黑洞,它将慢慢吞噬地球上的一切物质,包括地球。     

兰州重离子加速器建成出束

一 随着重离子物理研究的深入发展,我所提出了建造兰州重离子研究装置(HIRFL)计划,被国家批准实施。该装置由原1.5m经典迴旋加速器改建成1.7m扇型聚焦等时性迴旋加速器(SFC)作为注入器,新建一台     

美国建成了世界上最大的直线加速器

美国最近建成了一台名为斯坦福直线加速器,这个庞然大物长约3公里,样子象一个网球拍,计划于今年夏天投入使用。这台代号为SLC的机器可产生亚原子粒子或称Z粒子;Z粒子一般认为是组成物质的最小单位,各国的科学家都竞相对它进行研究,并认为这将有助于帮助他们解开宇宙的起源、物质的微观结构和各种力的组成等重大问题。 Z粒子瞬息即逝,发现颇费周折。自1983年发现第一颗Z粒子以来,全世界的科学家一共只检出几十粒。为了能得到更多的Z粒子,加速器的建造日趋向大型化发展。目前在欧洲,正有十四个国家联合起来,投资10亿美元在日内瓦附近建造一个直径达25公里的大型加速器,但这台加速器预计到1989年才能完工。     

北京大学射频四极场加速器研究及创新实践

北京大学射频四极场(radio frequency quadruple,RFQ)加速器课题组在陈佳洱院士带领下,先后于1994、1999年提出并研制出我国第一台重离子整体分离环300 keV N⁺和1 Me V O⁺RFQ加速器;为提高离子的加速效率,提出分离作用RFQ加速器结构,研制出结构样机并完成束流验证;提出用RFQ加速器同时加速同荷质比正负离子的新思想,并在两台已建成的RFQ加速器上完成束流验证,通过模拟再现了正负离子自动聚束和加速的过程,用同轴快靶成功观测到正负氧离子的微观束流波形;发展了RFQ均温束流传输的束流动力学设计思想,研制出国内首台基于RFQ的中子成像装置,该四杆型D⁺RFQ加速器是国际上迄今为止运行频率最高的四杆型D⁺RFQ加速器;与中国科学院高能物理研究所、中国原子能科学研究院合作,研制了352 MHz质子RFQ工艺模型腔,有效地助推了中国首台质子加速器驱动次临界系统(accelerator driven sub-critical system,ADS)RFQ加速器的研制.北...     

兰州重离子加速器研究装置HIRFL

兰州重离子加速器装置HIRFL是目前我国规模最大、加速离子种类最多、能量最高的重离子研究装置,主要技术指标达到国际先进水平,是世界上几个重要的核物理研究设施之一.HIRFL由ECR离子源、扇聚焦回旋加速器SFC、分离扇回旋加速器SSC、放射性束流分离线RIBLL1和RIBLL2、冷却储存环主环CSRm和实验环CSRe等主要设施组成.HIRFL具有加速全离子的能力,可提供多种类、宽能量范围、高品质的稳定核束和放射性核束,用以开展重离子物理及交叉学科研究.本文重点介绍了兰州重离子加速器装置HIRFL的发展现状以及取得的系列成果,同时对国内外重离子加速器装置的发展现状做了简要介绍.     

全息术在高能物理中的应用

粒子物理是探索亚原子粒子性质的一个研究分支。它对技术的要求是,不论把质子和电子加速至高能,使其和物质碰撞产生新粒子的装置,还是检测并识别碰撞碎片的仪器,都应锐意求精,不断改进。在这种无休止的探索过程中,最近刚开始探索的一个新领域是全息术——用激光形成三维图像。科研人员希望利用全息术代替一般照相,记录高能粒子轨迹,研究寿命不到万亿分之一秒的神奇粒子,从而揭开高能物理方面某些不解之谜。那么,这些只能瞬间存在的粒子有什么引人入胜之处呢?它们存在的时间既然如此短促,物理学家又如何进行观察呢?