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     

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.     

天文学:激光聚焦

<正>通过把激光照向天空,克莱尔·马克斯让目前的——以及未来的——望远镜的性能大为改观。在晴空万里、不见月光的夜里,全球的大多数大型光学望远镜会先向天空发射一道金色的激光光束,接着再开始整晚的天文观测。克莱尔·马克斯(Claire Max)并不愿将这种天文学灯光秀归为自己的功劳,尽管激光的广泛应用正是她三十年间完善与推进激光导星运动的明证。今年1月16日,美国天文学会向她颁发了2015年度     

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。     

范艾伦辐射带高能粒子的加速机制

据英国Nature，2005，437：227报道．一国际科学家小组提出了关于范艾伦辐射带的新理论，并通过最近一次罕见的事件——2003年“万圣节”太阳风暴对他们的理论进行了验证。     

功能纳米粒子激光三维装配

<正>纳米粒子,即零维纳米材料,通常定义为尺寸在1～100 nm之间的颗粒.在该尺寸范围内,材料表现出超越宏观尺度的特殊物理化学特性[1,2],如量子限域效应[3]、高表面化学活性[4]、金属纳米粒子局部表面等离激元共振[5]、磁性纳米粒子超顺磁性[6]等,在催化、生物、光学、微电子学、磁学等各领域具有潜在的应用价值.同时,得益于近年来化学合成手段的迅速发展,纳米粒子的尺寸、形貌、材料组分可以实现精细的调控,形成了丰富多彩的纳米材料库,     

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     

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     

地球磁尾中荷电粒子的Fermi加速

对于磁球亚暴产生以及在亚暴期间磁尾中荷电粒子的加速机制,目前存在着不同的理论解释。显然,有二个卫星的同时观测,能够极为有力地帮助澄清磁球亚暴的机制与地球磁尾中的各种物理过程,可惜目前在亚暴期间这类卫星同时测量的事件还极为稀少,Hones等报道过两个卫星在亚暴期间,在磁尾头部中间地球方向和磁尾尾部的背地球方向同时测量到增     

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.     

高能荷电粒子水声效应的激光模拟实验

关于高能荷电粒子水声效应的研究,现阶段主要是从理论和实验两方面研究发声机制。目前讨论的发声机制主要有:热声、微气泡形成或分子离解。加速器质子束的水声实验,未观察到微气泡形成或分子离解所预期的贡献,结果表明,对声压的贡献来自热声,即荷电粒子     

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.     

线聚焦激光产生等离子体的X射线发射特性

在X射线激光的研究中,用高功率激光产生的等离子体是最有希望的X射线激光的工作介质。近年来已经实现的软X射线激光和正在广泛进行的许多有关短波长激光的研究中,都常常釆用柱面透镜和球面(或非球面)的聚焦透镜的组合来获得线状的激光等离子体,以便     

用双光子荧光法测量聚焦激光光束的瑞利长度

自从在CaF_2:Eu~(2 )晶体中观察到双光子荧光现象以来,人们用激光器测量了不同染料的双光子吸收截面。最近,本文作者与C.Y.She又用比较荧光法测量了一系列通用激光染料的双光子吸收截面。在用比较荧光法测量染料的双光子吸收截面时,需要准确知道经聚焦后激光光束的瑞利长度。通常,直接测量瑞利长度的方法是通过测量聚焦激光光束的斑点尺寸W_0,并由公式     

激光诱导荧光法研究受激粒子的碰撞能量转移

受激粒子之间由于碰撞而发生能量转移的现象时有发生。在几种类型的荧光谱线中,除了共振荧光和直跃线荧光中的粒子来源于激发     

线聚焦激光辐照栅状结构靶的发射特性

近年来,世界范围内X射线激光研究在多方面取得了较大进展,引起人们广泛的注意,特别是,其中有关提高具有潜在实用价值的复合泵浦X射线激光的增益长度积(GL值)的研究是最活跃的前沿课题之一.采用新的靶型以加速冷却是一种可能的有效途径.此外,对不同结构的靶型,等离子体不均匀性的平滑和增长是大家关注的焦点问题.本文报道了线聚焦1.05μm激光辐照具有空间周期刻槽结构的栅状靶所产生等离子体的发射特性的实验研究结果.文中从空间和时间分辨的线状等离子体轴向和侧向软X射线光谱测量,空间分辨的电子温度和电子密度诊断,以及等离子体二次谐波发射测量等角度研究了栅状结构靶与激光相互作用的物理过程.通过与平面靶比较,实验观察到若干可能的激光跃迁的轴向发射增强等重要现象,表明采用这种结构的靶将可能提高复合X射线激光的增益.     

关于复合粒子场论的若干问题

一、问题提出近二十多年来,在基本粒子理论领域内一直是以“点模型”或定域场论作为理论探讨的出发点。每个基本粒子都对应于一种基本场,场的量子方程就描述了各种基本粒子的产生、消灭和转化现象。定域场论特别是量子电动力学取得了很大成功。     

激光加速质子束肿瘤治疗研究现状与展望

质子放射治疗是现代癌症治疗的重要手段之一,由于其精确的靶区剂量递送和良好疗效而得到了广泛的关注.基于高功率激光器的激光质子加速技术有望通过小型化和低复杂度等优势为质子治疗提供具有竞争力的加速方案.同时,激光质子束还具有宽能谱、超高瞬态流强和超短脉冲等特点,为探究超高剂量率放疗导致的生物学效应及可能的优势提供了有利的研究条件.在过去的数年里,我们借助北京大学紧凑型激光等离子体加速器以及在建的北京激光加速创新中心实验平台,陆续开展了涵盖激光质子加速、束流传输控制、辐射生物学和免疫学等方面的理论与实验研究,以探讨激光质子放疗的可行性与优势.本文从这些方面对国内外前沿研究进行了总结,并着重探讨了剂量递送与生物学效应方面的研究进展和面临的问题,最后对激光质子放疗的未来发展前景进行了讨论和展望.     

阿罗不可能性定理和社会选择的无矛盾性问题

2017年2月21日,国际著名数理经济学家、1972年度诺贝尔(Nobel)经济学奖获得者阿罗(K.J.Arrow)于美国辞世。谨作此文,以纪念他在社会选择理论,特别是其中将有关数学应用于研究经济学领域发现的"阿罗不可能性定理"作出的重大贡献。