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粒子加速器有望“瘦身”为桌面大小

据欧洲核子研究中心(CERN)官网消息,近日,该机构的高级尾场实验(AWAKE)迎来了第一批质子束,该研究旨在验证一种新型粒子加速概念。如果一切进展顺利,科学家们有望将粒子物理学实验的规模削减至目前的百分之一,未来我们或许能看到桌面大小但功能仍然强大的粒子加速器。 新的粒子加速概念是指由一束质子驱动的等离子体尾场能给带电粒子加速。测试用的质子束源自CERN的超质子同步加速器,目的是对质子束线的各个零件以及磁铁进行检查。质子束必须沿着质子束线行进800米,然后通过10米的等离子体设备,接着再沿几个探测器行进。该项目负责人艾德·格斯切文德特纳表示:“当我们首次发射质子束沿着质子束线到达实验区域时,它立刻撞上了最后一个探测器,证明了我们的计算方法和装置的可行性。现在能继续进行下一阶段的试运行工作。” 目前的加速器都是“庞然大物”,比如,大型强子对撞机(LHC)的直径超过8千米;斯坦福的线性加速器约3.2千米长。为了让粒子获......阅读全文

加速器的发展简史

1919年英国科学家卢瑟福(E.Rutherford)用天然放射源中能量为几个MeV、速度为2×109厘米/秒的高速α 粒子束(即氦核)作为“炮弹”,轰击厚度仅为0.0004厘米的金属箔的“靶”,实现了人类科学史上第一次人工核反应。利用靶后放置的硫化锌荧光屏测得了粒子散射的分布,发现原子核本

同步加速器简介

同步加速器是做蛋白质晶体 X-ray 衍射必不可少的大型设施。同步加速器是一種環形的粒子加速器,使用磁場(讓帶電粒子在運行中可以改變方向)及電場(加速帶電粒子)與運行中的帶電粒子束同步化操作。粒子迴旋加速器使用均勻的磁場及固定頻率變化的電場加速帶電粒子,如果改變其中一項則為同步粒子迴旋加速器,兩者都

科学家发现范艾伦带能够加速粒子而非捕获粒子

NASA的范艾伦辐射探测器证实,范艾伦辐射带在太阳风暴过后不久就可以自行加速电子。图片来源: ARTIST’S IMPRESSION JHU/APL   高速粒子以两个同心圆的方式环绕地球运行的秘密终于被揭开——这距离其被发现已有55年。这两个同心圆被称为范艾伦辐射带。美国宇航局(NASA)的

加速器非核应用(一)

一、引言带电粒子加速器(以下简称加速器),是研究核物理、高能物理,认识微观世界的一个主要手段,随着60余年加速器物理和技术的发展,它衍生出许多不属于核物理、高能物理研究的非核应用,与国民经济发生了密切的联系。目前世界共有约15000台加速器,其中约1/3用于医疗领域,1/3用于工业领 域。本报告的目

科学家观测土星激波结构:加速粒子似超新星

  北京时间2月26日消息,据国外媒体报道,美国宇航局卡西尼探测器在土星附近观测到一次强烈的太阳风,在此过程中卡西尼观测到粒子在这里被加速到极高的能级。这种效应与粒子在超新星遗迹中被加速的原理是相类似的。日本空间与天文研究研究所的亚当・马斯特斯(Adam Masters)表示:“

欧洲粒子物理新政的全球化策略

新的欧洲粒子物理计划提出了未来直线对撞机的国际化合作路线。图片来源:KEK  更新后的欧洲粒子物理计划,或许为该领域的研究提供了一个全球化的方向。  欧洲粒子物理计划曾经仅为欧洲的物理学家提供研究方向;而5月30日出台的更新后的欧洲粒子物理计划,或许为该领域的研究提供了一个

身材玲珑可放桌面 激光等离子体加速器创加速新纪录

  来自美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究团队借助世界上最强大的激光器之一对亚原子粒子进行加速,使其达到了突破小型加速器记录的最高能量状态。相关研究发表在最新一期的《物理评论快报》上。  实验中,研究人员在9公分长的等离子体管中对粒子进行加速,使其达到4.25千兆电子伏特。在如此短的距离内,粒子获得的

上海光机所超强激光驱动等离子体结构靶研究取得进展

  近期,中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室在超强激光与等离子体结构靶相互作用的研究中取得进展,首次提出等离子体中的粒子角动量振荡效应。这种效应将会在与振荡相关的物理过程(如THz和X光辐射、粒子加热等)中带来重要影响,为激光加速粒子提供了新的研究思路。相关研究成果发表在[N

我国超导直线加速器实现质子束10毫安稳定运行

   大年三十,就在家家户户都忙着拍全家福时,中国科学院近代物理研究所(简称近物所)超导直线加速器团队成员也排排站好,面向镜头比划出象征着胜利的大拇指。  他们身后的红色电子屏上写着:“2021年2月11日5:16,ADS超导直线加速器样机(CAFE)成功加速10.3mA连续波质子束,超过设计指标!

高能所成立粒子加速物理与技术实验室

  为加强高能物理研究所在粒子加速器物理与技术学科领域的研究与发展,进一步为高能物理、多学科应用及成果转化等提供技术保障,力争在若干前沿方向达到国际先进水平,高能所决定成立所级粒子加速物理与技术实验室,挂靠在加速器中心。2月1日下午,正值所庆四十周年之际,粒子加速物理与技术实验室成立大

科学家制造小型粒子加速器使电子束接近光速

科学家已经成功地研制出一种袖珍的粒子加速器,能够以超过99.99%的光速用激光投射超短电子束。为了达到这个目标,研究人员不得不放慢光的传播速度,以匹配电子的速度,使用一种特别设计的金属化结构,这种结构的内层是比人的头发丝更薄的石英层。这一巨大飞跃式进步能在时间尺度小于10飞秒(10E-15秒)的情况

英国研制最明亮伽马射线 亮度超太阳一万亿倍

这一项目的负责人:来自斯特拉斯克莱德大学的蒂诺·雅诺辛斯基教授  北京时间9月21日消息,据国外媒体报道,英国斯特拉斯克莱德大学领导的一个科研小组日前制造出一束地球上最明亮的伽马射线——比太阳亮1万亿倍。这将开启医学研究的新纪元。  物理学家们发现超短激光脉冲可以和电离气体发生反应,

美激光等离子加速器输出高质量高能电子束

  激光等离子加速器(LAPs)因其加速空腔的长度可用厘米而不是公里(千米)来计量而被称为“桌面加速器”。近年来,由于技术的迅速发展,科学家有望开发出新型实用的激光等离子加速器。与当今传统的加速器相比,激光等离子加速器不仅造价十分低廉,而且对土地和环境的影响要小得多。“体形”差异甚大

CERN首次实现质子束驱动的尾波电子加速

   在科幻小说《三体》中,三体人用“智子”干扰人类粒子加速器,以便阻碍地球人的发展。估计在三体人眼中,粒子加速器算得上是人类科技发展最得力的工具了。  一直以来,人类对于升级改造加速器乐此不疲。5月26日凌晨,在欧洲核子研究中心(CERN),新一代加速器——AWAKE项目,在世界上首次通过质子束穿

切仑科夫计数器-穿越辐射探测器

切仑科夫计数器(Cherenkov counter)因前苏联物理学家切仑科夫(Pavel Alekseyevich Cherenkov,1904-1990)发现的一种特殊的光效应而命名。1934年,切连科夫在研究发自镭放射源的辐射穿入不同的液体并被液体吸收时发生的现象时发现了一种独特的辐射效

云南天文台等太阳耀斑环系统上方结构研究获进展

  中国科学院云南天文台太阳活动及CME理论研究团组博士研究生蔡强伟、研究员林隽及其合作者研究发现,在太阳的极紫外图像中观测到的耀斑环顶上方的扇形结构(supra-arcade fan,SAF),有可能是能够对带电粒子进行有效加速的终止激波存在的区域。该项研究的合作者分别来自美国哈佛-史密松天体物理

空间中心在太阳风暴和激波研究中取得系列进展

  太阳风暴(CME)及其激波可以产生地磁暴、高能粒子(SEP)、射电暴,是空间天气研究和预报的主要对象。中国科学院国家空间科学中心研究员刘颍团队在此研究方向取得系列进展。  确定CME驱动的激波的三维结构、运动学以及与其在日球空间效应的关联具有重要意义,然而目前在这方面的认知仍然很模糊。团队结合多

空间中心在太阳风暴和激波研究中取得系列进展

  太阳风暴(CME)及其激波可以产生地磁暴、高能粒子(SEP)、射电暴,是空间天气研究和预报的主要对象。中国科学院国家空间科学中心研究员刘颍团队在此研究方向取得系列进展。  确定CME驱动的激波的三维结构、运动学以及与其在日球空间效应的关联具有重要意义,然而目前在这方面的认知仍然很模糊。团队结合多

973计划超强激光驱动的粒子加速应用工作会召开

  2月19日,973计划A类项目“超强激光驱动的粒子加速及其重要应用”在上海召开工作部署会,该项目由上海交通大学作为第一承担单位,张杰教授担任首席科学家。973计划专家顾问组成员陈佳洱、于渌,专家咨询组成员蔡勖、黄珹,以及科技部基础研究司有关同志和项目成员出席了会议。   该项目主要围绕超强激光

揭开环绕地球粒子飓风之谜:加速度惊人!

艺术概念图,展示了1958年首次发现的范艾伦辐射带。自发现以来,天文学家便一直在研究高速粒子如何进入辐射带。美国的两颗探测器发现辐射带内的电场剥离原子的电子并对其进行加速   2012年,美国宇航局发生了两颗范艾伦辐射带,从不同角度同时对范艾伦辐射带进行研究。在一次太阳风暴吹走辐射带内的绝大多数电

最大伽马射线望远镜或落户纳米比亚

CTA将从南北两个半球对伽马射线展开观测。   本报讯 纳米比亚南部一片灌木茂密的地区已经被挑选出来作为建造全球最大伽马射线望远镜主要部分的最佳候选地址。科学家在日前于波兰华沙召开的会议上将纳米比亚列为切伦科夫望远镜阵列(CTA)南方阵列的5个选址中最棒的一个。CTA将由分别位于赤道两侧的两个

一介书生陈佳洱:打开北大通往世界一流大学的门

  他与两弹一星、夏商周断代工程这样的国家大手笔紧密联系在一起;   他打开了北大通往世界一流大学的大门 人物小档案 陈佳洱,著名物理学家,中国科学院院士、第三世界科学院院士,北京大学教授。1996年至1999年任北京大学校长,1999年至2003年任国家自然科学基金委员会主任、党组书记。

粉碎机的种类和特征

砕料尺寸不同的粉碎设备的分类数百毫米以上的砕料,数十毫米程度粉碎装置“粗碎机”,几十毫米订单数毫米至数百微米左右粉碎装置”“中磨机。“破碎机”,数十毫米以下的砕料数百微米以下为止粉碎装置,数微米顺序为止细微化为目的的装置”,“微粉碎机数微米以下粉末生成为目的的装置“超微粉碎机”1~3 )。表显示破碎

视点:科学“大咖”们争论的对撞机到底是什么

   继引力波、量子通信之后,又一个“高冷”的物理名词成了新晋“网红”--对撞机,因为科学“大咖”们最近在争论中国现在要不要建大型对撞机“这种超大超贵的机器”。  对撞机究竟是什么?国外发展如何?中国进展怎样?“新华视点”记者采访了业内权威专家。  ——焦点一:什么是对撞机?  从字面上解析,对撞机

美国物理学家再次提出中微子很可能是一种超光子

  最近,美国乔治·梅森大学一位退休物理学家罗伯特·埃利希再次提出中微子很可能是一种超光子(tachyon),即超光速粒子,而他是基于一种比测速度更灵敏的方法——检测它们的质量。相关论文已被《天文粒子物理学》杂志接受。  以往人们曾多次提出中微子超光速,最近一次就是2011年的OPERA实验。意大利

地质地球所揭示近地磁尾高纬度动力学阿尔文波的产生过程

  诸多观测研究表明磁尾高纬度区域存在动力学阿尔文波,且携带的场向电场对等离子加速为极光的高能带电粒子提供了充分条件。研究人员普遍认为动力学阿尔文波是极光粒子加速的主要机制,但近地磁尾高纬度动力学阿尔文波的产生机制仍是目前研究的主要内容。  (1)快速地向流与近地低纬度强偶极场相互作用,激发剪切阿尔

重大发现!黑洞加速出宇宙中能量最高的粒子

今天出版的Science杂志刊登封面文章,“冰立方”中微子天文台找到耀变体发射超高能中微子的证据。  冰立方((IceCube)是美国设在南极洲极点处的中微子天文台。它由分布在1立方公里内的86串光传感器(光电倍增管)构成,每串60个,位于冰层下1450米到2450米。当高能中微子被冰俘获,产生带电

我国首台PM2.5浓度实时监测仪器研制成功

3秒就能采集一次PM2.5数据   “粒径××,粒子数××,粒普××,PM2.5浓度×× ”,通过电子触摸屏,工作人员每隔3秒就能采集一次空气中可吸入颗粒物(PM2.5和PM10)的浓度和粒径分布。3月29日,我国首台可实时检测可吸入颗粒物浓度及粒径分布的仪器(LD310和LD320)在京通过

大型强子对撞机首次加速原子:达到接近光速

  大型强子对撞机是世界上最大的粒子加速器,一直在进行原子核的加速,这也是人们有时会将这台大型仪器称为“原子粉碎机”的原因。  北京时间8月6日消息,据国外媒体报道,7月25日,欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)研究团队又取得了一项突破,

空间中心揭示无碰撞激波的熵增机制

  近日,中国科学院空间科学与应用研究中心空间天气学国家重点实验室的杨忠炜、刘颍等人利用Cluster卫星的观测数据和全粒子数值模拟,以2002年2月的一次地球舷激波穿越事件为例,揭示了无碰撞激波面内的熵增机制。这一工作发表在国际学术期刊The Astrophysical Journal Lette