桌面同步加速器旨在冻结分子作用

2017-11-09 01:03:13

作者:Stephen Battersby桌面同步加速器粒子加速器很快就能够对原子和分子的运动进行冻结国际物理学家团队使用激光,一些气体和一排磁铁,组成了一个“同步加速器光源”,他们说这可以很容易地升级,产生强烈的,超短的X射线脉冲 - 理想的探究多种物质的错综复杂的结构苏格兰斯特拉斯克莱德大学的团队负责人Dino Jaroszynski说:“如果它成功了,你可以在每所大学中选择其中一个”该原型试图使同步加速器光源小型化同步加速器的需求很大,因为它们的强X射线束有很多用途,从分析生物分子到蚀刻电子元件和看到微观化石内部但今天的同步加速器是大型设施,如英国牛津郡的钻石光源在那里,一个100米宽的粒子加速器将电子提升到高速,当电子飞过起伏的磁场时,电子会产生X射线 Jaroszynski的团队已经取消了对巨型加速器的需求他们使用称为等离子体尾场加速的实验技术,而不是传统的磁铁和微波腔在这个过程中,强大的激光束在电离气体或等离子体区域内产生波然后电子“冲浪”这些波浪以达到所需的高速度之后,它的工作方式与Diamond相同电子通过称为波荡器的固定磁铁的布置飞行,它们摇动它们以便它们发射称为同步辐射的电磁波该过程类似于摇动固体物体以在水上产生波浪 “主要问题是让所有事情同时发挥作用,”斯特拉斯克莱德团队成员恩里科布鲁内蒂说 “你可以很容易地得到电子,但必须通过一个小孔引导它们几米的距离”到目前为止,电子在一个狭窄的电离气体射流中加速几毫米,这只能给它们足够的能量产生可见的同步加速器光然而,明年早些时候,Jaroszynski的团队计划使用“等离子毛细管”进行改进 - 这是一种几厘米长的蓝宝石管,可以将等离子体限制在足够长的时间内,使电子加速到至少10亿电子伏特的能量在那些更高的能量下,电子将发射不是在可见光波段但是作为X射线的同步辐射由于波长短得多,X射线可以产生更精细的物质探测整个设置中最昂贵的部分是激光,它必须是一个强大的激光 “对于激光器的价格,你会获得一个同步加速器源,”Jaroszynski说 “目前只有一两百万英镑,但它会下降,”在一个方面,“桌面同步加速器”可能比其更大的表兄弟更有效等离子体波扫除了比传统加速器更紧凑的电子束,因此它们可用于制造更短的同步加速器闪光 Jaroszynski的原型产生的脉冲仅持续10飞秒,这足以快速捕获化学过程期刊参考:自然物理学(doi: