清醒协作具有建立新型粒子加速器的突破性

时间：2021-08-07 15:52:29 来源：

在粒子加速器中冲浪：在唤醒实验中，质子（类似的子弹状结构）驱动加速电子到高能（小球体）的等离子体波（ElipsoIdal结构）。© Jorge Vieira / Ist Lisbon，葡萄牙

很快就会有很快的机会向物理学家开放，为宇宙的奥秘提供新的见解。国际清醒协作在建立一种新型粒子加速器的努力中取得了突破。实验，其中电子在等离子体波上冲浪，例如，少于LHC，或者与用于迄今为止的其他颗粒促进剂，加速少于努力的粒子。因此，物理学家可以带来比到目前为止的能量明显更多的颗粒碰撞。研究这些碰撞的痕迹可以帮助科学家们进入大爆炸和物质结构的新见解。

然而，强大的电流设备如核心，可能已经预见到核心的大型特罗龙撞机（LHC），以便对保持颗粒物理学的问题来说，需要显着更多的能量。有超级对称性，暗物质是什么，暗能背后的力量是什么？但是，迄今为止迄今为止的技术只能以巨额费用提高和扩展。

因此，问题出现了如何创建替代，低成本的加速度概念。随着唤醒（*），科学家目前正在为线性加速器开发一种高度有希望的技术，它使用电子作为碰撞材料。

新粒子加速器的途径：在前中微子实验的隧道中，唤醒合作的研究人员已经建立了一个十米长的等离子体电池，其中它们让电子冲浪在等离子体波上。该概念使得可以将粒子加速到高能量水平，而不是传统的加速器在显着较短的距离中。© Maximilien Brice / Cern

相同的能量超过50倍较短的

“我们的团队正在追求目标，借助于相对较短的距离加速电子的等离子体”，Max Plancks物理（MPP）和发言人醒来的艾伦卡德威尔（MPP）和发言人为清醒。“我们假设在未来的等离子体加速器中，我们只需要1米以使电子带到1 GigaElectronvolt（GEV）。”相比之下，标准线性加速器需要50米以达到相同的结果。

在为期四年的发展期间，科学家们现在报告了一个突破。于2018年5月25日，他们能够首次观察电子如何随着清醒而加速。电子实现了2个GEV的能量。

Allen Caldwell很高兴：“我们认为，直到秋天，我们不会达到这种成功。随着我们现在获得的能源，我们的期望已全额满足。在这个早期的项目阶段，重点最初是在检查等血浆加速度的程度上是否可以实施。“

质子加速电子

唤醒使用等离子体，带正电荷的原子和负电子的气态混合物，其位于大约10米长的腔室中，等离子体电池。质子梁注入该腔室。

在通过等离子体的路径上，带正电荷的质子与它们带有血浆的负电子并产生一种韦克菲尔德。当添加电子时，这些乘坐波浪并加速。然而，血浆韦克菲尔德加速的概念并不完全是新的。在20世纪70年代，已经被讨论为一种创新方法。然而，第一个实验没有使用质子作为“波发生器”。

“首先，使用电子或激光产生等离子体波。然而，产生的波浪过弱，才能有效粒子运输“，Patric Muggli解释了MPP的唤醒项目领导者。“唤醒使用质子作为第一个实验。它们较重，可以深入进入等离子体，因此可以在更长的路径上用它们携带其他颗粒。结果是冲浪颗粒之间的较高能量。“

由于2024年开始，使
用质子束的首次实验也是唤醒在核心的原因。通过这种方式，科学家可以使用来自SPS环的能量丰富的质子，其中一个LHC预加速器。

现在已经达到了这一重要里程碑的情况发生了什么？直到年底，科学家将与现有结构进行实验。然后将关闭LHC两年。科学家们将使用这一时期进一步发展血浆细胞。在这里，令人醒着的团队对明确的目标。

随着Allen Caldwell解释：“我们希望在2024年用唤醒作为科学项目的应用 - 例如，为了了解质子的精细结构或寻找新的颗粒，如”深色光子“，这是暗物质的候选人。”

出版物：E. Adli，等，“质子束等离子韦克菲尔德的电子加速，”自然（2018）

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