通过观察被加速到极高能量的电子, 科学家们能够解开构成宇宙的粒子的线索.
在实验室环境中将电子加速到如此高的能量, 然而, 具有挑战性:通常, 电子的能量越高, 粒子加速器越大. 例如, 发现希格斯玻色子——最近观测到的“上帝粒子”,负责宇宙质量的科学家们在瑞士的欧洲核子澳门威尼斯人网上赌场中心实验室使用了一个近17英里长的粒子加速器.
但如果有办法缩小粒子加速器的规模呢, 在一小段距离内产生高能电子?
在一篇发表于 物理评论快报，科学家们在 罗彻斯特大学激光能量学实验室 概述了一种形成强激光的方法，这种方法可以加速电子在很短的距离内记录能量. 澳门威尼斯人网上赌场人员估计加速器的功率为10倍,比记录类似能量的装置小1000倍, 将加速器从罗德岛的长度缩短到餐桌的长度. 有了这样的技术, 科学家们可以通过桌面实验来探测希格斯玻色子，或者探索额外维度和新粒子的存在，这些可能会导致阿尔伯特·爱因斯坦的宇宙大统一理论的梦想.
“澳门威尼斯人网上赌场基本粒子物理需要高能电子,约翰·帕拉斯特罗说, 他是LLE的科学家，也是该论文的主要作者. “电子加速器为我们提供了一个观察亚原子世界的镜子，那里居住着宇宙的基本组成部分.”
虽然这项澳门威尼斯人网上赌场目前还处于理论阶段, LLE正在努力通过建造世界上功率最高的激光器的计划使其成为现实. 激光, 被命名为EP-OPAL, 能让澳门威尼斯人网上赌场人员创造出论文中描述的超强雕刻光脉冲和技术吗.
澳门威尼斯人网上赌场人员概述的电子加速器依靠一种革命性的技术来雕刻激光脉冲的形状，这样它们的峰值就可以比光速更快.
“这项技术可以让电子加速，超越现有技术的可能,达斯汀·弗鲁拉说, 他是LLE的资深科学家，也是该论文的作者之一.
为了雕刻激光脉冲, 澳门威尼斯人网上赌场人员开发了一种类似圆形圆形剧场的新型光学装置，其波长大小的“台阶”用于在高功率激光传递的同心圆之间产生时间延迟.
典型的透镜将激光发出的每个光圈聚焦到距透镜一段距离的地方, 形成一个单一的高强度光点. 而不是使用一个典型的镜头, 然而, 澳门威尼斯人网上赌场人员使用了一种形状奇特的透镜, 这使得他们可以将每个光圈聚焦到离透镜不同的距离, 创造一条高强度的线，而不是一个单一的点.
当这种雕刻出来的光脉冲进入等离子体(一种由自由移动的电子和离子组成的热汤)时，就会产生尾流, 类似于摩托艇后面的尾流. 尾流以光速传播. 就像滑水者在船的尾流中滑行一样, 然后电子在激光脉冲的尾流中加速.
这种“激光尾流场加速器”(LWFA)在近40年前首次被理论化, 并因发明而进步 啁啾脉冲放大(CPA)在LLE开发的一种技术 2018年诺贝尔奖得主 唐娜·斯特里克兰和杰拉德·莫罗.
LWFA的早期版本, 然而, 使用传统的, 传播速度比光速慢的非结构光脉冲, 这意味着电子会跑过尾流, 限制它们的加速度. 新的雕刻光脉冲可以实现超光速，这样电子就可以无限期地沿着尾流前进，并不断加速.
“这项工作极具创新性，将改变激光加速器的游戏规则,迈克尔·坎贝尔说。, LLE主任. “这项澳门威尼斯人网上赌场显示了与杰出的激光科学家和工程师密切合作的理论和实验等离子体物理学的价值-它代表了LLE最好的文化.”
这项澳门威尼斯人网上赌场得到了美国能源部(DOE)聚变能源科学办公室和纽约州能源澳门威尼斯人网上赌场与发展局的支持.
LLE于1970年在该大学成立，是美国能源部在全国最大的大学澳门威尼斯人网上赌场项目. 作为国家资助的机构, 作为其库存管理计划的一部分，得到了国家核安全局的支持, LLE进行内爆和其他实验，探索聚变作为未来能源的可能性, 开发新的激光和材料技术, 开展与高能量密度现象相关的技术澳门威尼斯人网上赌场和开发.
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