德国科学家激光等离子体加速器LUX创下世界纪录显示了大规模火球的情况

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  德国科学家在一期《物理评论》杂志上撰文称,他们研制的激光等离子体加速器LUX连续不断产生电子束的时间超过一整天达到30小时,创下世界纪录,这是通往未来粒子加速器的一个重要里程碑,有望让基础研究和医学等领域受益。

  研究小组负责人安德烈亚斯·迈尔解释说:“激光脉冲以狭窄的圆盘形式穿过气体,在此过程中,将电子从氢分子中剥离,紧随脉冲后的电子会被位于其前方带正电的等离子波加速。这使激光等离子加速器获得的加速强度比现今最强大的机器能提供的加速强度高1000倍,更紧凑、功能更强大的等离子体加速器有望广泛应用于基础研究、医学等多个领域。”

  迈耶也强调说,在将这些设备投入实际使用之前,仍有许多技术挑战需要克服,“但现在,我们能够操控运行电子束线更长时间,这使我们能更好地应对这些挑战。”

  据外媒CNET报道,12月18日,一颗巨大的流星体在白令海上空爆炸,并形成一个巨大的火球,估计此次爆炸释放的能量为173千吨。 由于其偏远的位置,几乎没有人注意到。周五美国宇航局(NASA)分享了其Terra卫星捕获的图像,显示了大规模火球的情况。

  LUX由德国电子同步加速器研究所(DESY)和汉堡大学共同开发和运营。研究人员解释称,在激光等离子体加速器内,激光或高能粒子束会在微管内产生等离子波。等离子体是一种气体,其中的气体分子被剥离了电子。LUX使用氢气作为气体。

  NASA也发布了一张GIF图像。NASA表示: “通过对其通过的空气进行超级加热,火球留下的橙色云彩可以在GIF图像中心的右下方看到。”

  在破纪录的不间断运行中,加速器每秒能加速100000多个电子束。有了这么庞大的数据集,科学家可以对加速器、激光器和光束的特性开展更地关联和分析。迈尔说:“例如,我们可以将电子束中意想不到的变化追溯到激光器中的特定位置,从而确切知道从哪里开始才能产生更好的粒子束。”

  图像显示了流星在海上的烟雾路径,看起来像是穿过云层的黑色污迹。

  DESY加速器部门主管威姆·利曼思总结说:“这项工作表明,激光等离子体加速器可以产生可控输出,为进一步开发该技术提供了坚实基础。”

  迈耶指出:“该系统可运行更长时间,但我们在30小时后就停止了运行。研究为这种创新的粒子加速器技术的稳定运行奠定了坚实基础,将激光等离子体加速技术从实验室转移到实际应用的时机已经成熟。”

  NASA表示,火球释放的能量相当于第二次世界大战中广岛原子弹爆炸能量的的10倍多。这不如2013年在俄罗斯车里雅宾斯克的毁灭性火球强大,但它仍然是过去几十年中第二大的流星爆炸事件。