日发现“微泡内爆”全新粒子加速机制类似原子尺度加速器

申博 2018-05-18 11:17 阅读:154

日发明“微泡内爆”全新粒子加快机制雷同原子标准加快器

“微泡内爆”观念图  图片由大阪大学提供

科技日报东京5月16日电(记者陈超)日本大阪大学激光科学研究所村上匡且传授率领的研究小组发布,他们发明白一种称为“微泡内爆”的全新粒子加快机制:向内含微米尺寸泡(球形空洞)的氢化合物外侧照射超高强度激光,气泡在收缩到原子尺寸的瞬间,发射出超高能量的氢离子(质子)。

在这种机制中,带正电荷的离子通过用1000亿摄氏度超高温的电子填充气泡,从而发生强负静电力,会向气泡中心呈球对称型加快。无数离子在球体中心的奇点处高速加快和碰撞,理论上可以在仅数十个原子的纳米标准极小空间内,实现与白矮星内部相匹敌的高密度压缩。假如将物质压缩到前所未有的超高密度,一块方糖巨细的物质的重量可高出100公斤。

另外,研究人员发明这种气泡会以数十飞秒的周期反复收缩和膨胀,当缩小到纳米尺寸并到达最大压缩的瞬间,辐射出高能质子,具有“纳米脉冲星”一样新奇的特征。

假如用传统加快器,高能粒子的加快间隔需要数十米到数百米。这种纳米级正电荷辐射的惊人物理现象尚属首次发明。在这种现象中,起抉择性浸染的是与宇宙大爆炸完全相反的特异举动,即带电离子缩小到空间中的一个点,并以约莫一半光速的超高速碰撞——这与迄今为止发明和预测的所有加快道理在本质上完全差异。

该研究成就的意义在于,通过研究纳米与飞秒这种极小和极短的现象,不只有助于阐发空间物理学上一些难明之谜,比方在恒星和宇宙中交织航行的高能粒子的发源,尚有望作为发生核聚变回响的小型中子源,应用于医疗和家产中。

研究成就于15日颁发在英国网络杂志《科学陈诉》(Scientific Reports)。

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