光等離子加速器（LAPs）因其加速空腔的長(cháng)度可用厘米而不是公里（千米）來(lái)計量而被稱(chēng)為“桌面加速器”。近年來(lái)，由于技術(shù)的迅速發(fā)展，科學(xué)***有望開(kāi)發(fā)出新型實(shí)用的激光等離子加速器。與當今傳統的加速器相比，激光等離子加速器不僅造價(jià)十分低廉，而且對土地和環(huán)境的影響要小得多。

“體形”差異甚大

激光等離子加速器的研究已有多年，并取得了可喜的進(jìn)展。2004年，美***能源部勞倫斯伯克利******實(shí)驗室激光和光學(xué)加速器系統綜合研究項目的科學(xué)***，***次向人們展示了具有窄發(fā)散能量的激光等離子加速器電子束；2006年，他們***次將電子能量提高到10億電子伏特。

常規的帶電粒子（如電子）加速器有多段真空金屬腔連接而成，外加給空腔的振蕩電磁場(chǎng)讓帶電粒子被束縛在空腔內逐***加速，導致帶電粒子被加速的主要因素是磁場(chǎng)加速梯度，它用每米多少伏特來(lái)表示。通常，輸出的帶電粒子能量越高，加速器的長(cháng)度就會(huì )越長(cháng)，因而加速器的長(cháng)度可達數公里。

激光等離子加速器則不同。激光和光學(xué)加速器系統綜合研究項目的科學(xué)***研發(fā)的能夠產(chǎn)生10億電子伏特電子束的激光等離子加速器能夠放在手掌上，其長(cháng)度只有3.3厘米。當強激光器將脈沖聚焦到加速器內的自由電子和正離子時(shí)，其輻射壓導致電子和離子分離，產(chǎn)生出高強度的加速梯度。部分電子尾隨在激光脈沖后面，有些幾乎在同時(shí)達到了近光速的速度。在短距離內，激光等離子加速器能夠維持每米數千億伏特的加速梯度，常規加速器無(wú)法與此相比。

特性測量困難

然而，激光等離子加速器獨特的電子加速方法和產(chǎn)生飛秒量***的電子脈沖給測量技術(shù)帶來(lái)了難題，人們***時(shí)無(wú)法測量激光等離子加速器產(chǎn)生的高能電子束的質(zhì)量。

現在，測量難題正在被逐步解開(kāi)，這歸功于勞倫斯伯克利******實(shí)驗室加速器和聚變研究分部科學(xué)***維姆·李曼斯領(lǐng)導的研究團隊。李曼斯是激光和光學(xué)加速器系統綜合研究項目的負責人，他所帶領(lǐng)的研究團隊擁有理論學(xué)***、計算機模擬專(zhuān)***和專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗人員，他們不斷改進(jìn)激光等離子加速器的性能。在研究隊伍中，不少學(xué)生為研究作出了重要的貢獻，并獲得了博士學(xué)位。例如，法***某綜合工科院校的研究生吉拉姆·普拉圖，他曾在項目中研究與激光等離子加速器產(chǎn)生的X射線(xiàn)相關(guān)的輻射，并將其作為自己博士論文的***部分，目前他在加州大學(xué)做博士后研究。

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