科学家建立了微小的双重粒子加速器，回收能量

时间：2021-10-01 09:52:05 来源：

迷你加速器使用太赫兹辐射，可以再循环用于第二阶段的加速度。

贫民科学家的团队建造了一种微型双重粒子加速器，可以再循环进入系统中的一些激光能量，以推动加速电子的第二次。该器件使用窄带太赫兹辐射，该辐射位于电磁谱中的红外和射频之间，单个加速管仅为1.5厘米长，直径为0.79毫米。东方张某和他的同事来自斯瓦西的自由电子激光科学（CFEL）呈现他们的实验加速器在“物理审查”X.

由于太赫兹辐射的短波长，该装置的微型尺寸是可能的。“基于太赫兹的加速器被出现为下一代紧凑型电子来源的有希望的候选人，”德里斯·科学家（CFEL集团）的首席科学家解释说，该设备的依赖科学家解释说。科学家们之前已经成功地尝试过Terahertz加速器，这可能能够实现大型粒子促进剂不可行或必要的应用。然而，该技术仍处于早期阶段，实验性太赫兹促进剂的性能受到太赫兹脉冲和电子之间相对较短的相互作用的限制，“Kärtner说。

对于新设备，该团队使用更长的脉冲，包括许多循环的太赫兹波。该多网脉冲显着将相互作用部分与颗粒延伸。“我们将多控太赫兹脉冲饲养成带有介电材料的波导，”张说。在波导内，脉冲的速度降低。刚刚及时拍摄一堆电子，刚刚与脉冲一起行进到波导的中心部分。“该方案将太赫兹脉冲与电子束之间的相互作用区域增加到厘米范围 - 与早期实验中的几毫米相比，”张报告。

该设备在实验室中没有产生大量加速度。然而，该团队可以通过表明波导中的电子累纳来证明这一概念。“这是一个概念证明。张说，电子能源从55到大约56.5千千千千千千千克电子伏。““通过使用更强的激光来产生太赫兹脉冲，可以实现更强的加速度。”

设置主要是为非相对论的制度设计的，这意味着电子的速度没有那么接近光速。有趣的是，这种制度使得能够回收太赫兹脉冲进行第二阶段的加速度。“一旦Terahertz脉冲离开波导并进入真空，它的速度被重置为光速，”张解释道。“这意味着，脉冲在几厘米中超越了较慢的电子束。我们将第二波导放置在正确的距离，即电子电子与太赫兹脉冲一起进入它，该脉冲再次被波导减速。以这种方式，我们生成第二个相互作用部分，进一步提高电子的能量。“

在实验室实验中，只有小部分的太赫兹脉冲可以通过这种方式再循环。但实验表明，原则上可以获得回收，张相信可以大幅增加回收的分数。尼古拉斯Matlis，高级科学家和CFEL集团项目的团队负责人强调：“我们的级联方案将大大降低对非相对论制度的电子加速度所需的激光系统的需求，打开了基于太赫兹的加速器设计的新可能性。”

该工作由欧盟协同授予Axsis（Attosecond X射线科学的边疆资助：CFEL的成像和光谱学）。CFEL是贝基，汉堡大学和最大普朗克社会的合资企业。

参考：“级联多运行太空泰赫兹驱动的超越电子加速度和操作”由东方张，Moein Fakhari，Huseyin Cankaya，Anne-Lure Calledron，Nicholas H. Matlis和FranzX.Kärtner，2020年3月19日，物理评论x.doi：
10.1103 / physrevx.10.011067

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