英國《自然》雜志29日在線發(fā)表了一項粒子物理學重磅研究：英國科學家團隊詳細報告了質(zhì)子驅動等離子體尾波場加速的首次演示。該實驗結果預示著，人類向建造未來的高能粒子加速器更進一步。

高能粒子是現(xiàn)代粒子散射實驗中的“炮彈”，是研究物質(zhì)基元結構的最有用工具，因而對于科學界更好地理解基本粒子來說，高能粒子加速器至關重要，其通過對粒子和現(xiàn)象的觀測分析，不斷加深人類對物質(zhì)微觀結構的認識。

等離子體尾波場加速具有建造下一代體型更小、功能更強大的粒子加速器的潛力。這項技術實現(xiàn)高能加速的方式，通常是讓單個強激光脈沖或一束電子激發(fā)出一個等離子體波(尾波場)，再讓電子等粒子利用這種波實現(xiàn)高能加速、獲得高能量。

此次，英國倫敦大學學院物理學家馬修·溫及其同事報告稱，在高級尾波場實驗(awake)項目進行的首次質(zhì)子驅動等離子體尾波場加速演示中，若干質(zhì)子束驅動形成了尾波場——而電子則被注入這個尾波場。質(zhì)子驅動能讓電子在一次加速階段內(nèi)就加速至高能量，而其他等離子體尾波場加速技術則需要多個加速階段才可以。

研究團隊表示，他們在10米的等離子體設備中，檢測到了最高能量達2gev的被加速電子。

目前，這一項目處于研究初期階段，不過，質(zhì)子驅動等離子體加速的首次測試結果已經(jīng)讓物理學界備受鼓舞。

總編輯圈點

從上世紀50年代開始，由于高能加速器技術脫胎換骨，被加速粒子的能量越來越高，因此在不同的時期，人們對“高能”的定義是不同的。但可以說，高能粒子幾乎是到迄今為止粒子物理學家們唯一的工具。正是憑借它們，以及不斷進步的高能粒子加速器，物理學才得以持續(xù)發(fā)展。