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科学家研发微型粒子加速器:体积仅相当鞋盒大小
发表日期:2019-04-05 20:59| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:借助激光和芯片上的加快器设想理念,科学家将能在鞋盒大小的区域进行尝试,用于摸索平行宇宙和搜索天主粒子。 借助激光和芯片上的加快器设想理念,科学家将能在鞋盒大小的区域进行尝试,用于摸索平行宇宙和搜索天主粒子。图中是三个芯片上的加快器。 高能粒

  借助激光和“芯片上的加快器”设想理念,科学家将能在鞋盒大小的区域进行尝试,用于摸索平行宇宙和搜索“天主粒子”。

  借助激光和“芯片上的加快器”设想理念,科学家将能在鞋盒大小的区域进行尝试,用于摸索平行宇宙和搜索“天主粒子”。图中是三个“芯片上的加快器”。

  高能粒子加快器可以或许搜索微型黑洞,因而被认为是摸索“多宇宙”迹象的环节。若是科学家可以或许以预测的能量在加快器中探测到微型黑洞,就能够证明多维度的具有,并延长揣度平行宇宙的具有。

  新浪科技讯 北京时间12月4日动静,据国外媒体报道,借助高能粒子加快器科学家或可发觉平行宇宙,然而这些加快器凡是都重达数千吨且占地面积大。斯坦福大学等机构科学家最新打算操纵石英芯片和激光手艺制造微型粒子加快器,加快器体积和分量的大幅缩减使得研究人员更易掌控操作粒子科学尝试。

  这项新设想或将大幅缩减粒子加快器的体积和分量。借助激光和“芯片上的加快器”设想理念,科学家将能在鞋盒大小的区域进行尝试,用于摸索平行宇宙和搜索“天主粒子”。长久以来,物理学家不断努力于粒子加快器尝试,以摸索从先辈医学手艺到物质新形态等各类新事物。然而,粒子加快器复杂繁重且造价昂扬,如欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机重约38000吨,且深埋于地下,长达27公里,令研究人员难以接触利用。近日,戈登和贝蒂-摩尔基金会向斯坦福大学科学家捐赠了1350万美元,用于设想制造一个微型粒子加快器。据称,在将来五年内,一个通过国际合作完成的原型将能发生微型加快器的能量,大小相当于病院放射机械所发生的能量。不外研究人员暗示,最终仍是会增大这种微型加快器的规模,以媲美当今全球最强大的粒子加快器。

  比来几个月来,欧洲粒子物理研究所大型强子对撞机不断在高强度运作,搜索微型黑洞。高能粒子加快器可以或许搜索微型黑洞,因而被认为是摸索“多宇宙”迹象的环节。若是科学家可以或许以预测的能量在加快器中探测到微型黑洞,就能够证明多维度的具有,并延长揣度平行宇宙的具有。欧洲粒子物理研究所科学家默-法伊扎尔注释说:“打个简单的例如,纸张是具有长宽的二维物体,而很多平行的纸张叠在一路,就以高度的形式具有于三维的平行世界中。我们预测,引力可以或许渗入另一个维度。若是预测无误的话,我们就能在大型强大对撞机中生成微型黑洞。”现在,大型强子对撞机的创记实高能量使得搜索这些微型黑洞成为可能,并可追踪到消逝在黑洞中的能量引力。然而,新的彩虹理论认为,具有分歧能量的粒子将面对分歧的时空和分歧的引力场,这大概能够注释大型强子对撞机至今仍未发觉微型黑洞的缘由。

  粒子加快器复杂繁重且造价昂扬,如欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机重约38000吨,且深埋于地下,长达27公里,令研究人员难以接触利用。

  斯坦福研究小组将找到最佳方式干扰芯片中的激光功率,发生电子并指导其活动,将电子束直径缩小1000倍。SLAC国度加快器尝试室及其它两个国度尝试室将努力于该合作项目研究。

  在过去75年中,粒子加快器不断是科学家在物理、化学、生物和制药等范畴的一项主要研究东西,它们可以或许解密先辈医药手艺,协助科学家进一步了探究原子的内部工作道理。然而,受限于复杂的体积和昂扬的造价,粒子加快器不易被科学家普遍利用。欧洲粒子物理研究所研究人员暗示,探测器可对大型强子对撞机中飞出的数十亿粒子进行追踪,因而无望发觉除长度、宽度、深度和时间之外维度的千丝万缕。

  目前,粒子加快器均利用微波驱动粒子,由于微波具有较长波长且发散空间普遍。在新的尝试中,科学家用激光取代微波映照一块石英玻璃芯片,如许激光会与显微镜通道中的皱褶彼此感化。美国SLAC国度加快器尝试室物理学家乔尔-英格兰德是该五年项目标成员之一,他暗示:“既然微芯片财产能够鼎新计较机,大概我们也能如斯鼎新粒子加快器。缩小粒子加快器就是令它们变得体积更小,造价更低廉,一旦成功,加快器将变得布衣化。”在尝试中,这种彼此感化发生一个电场,提高颠末电子的能量,这些电子以前在高能粒子加快器中都是被加快到接近光速。尝试显示,在给定距离范畴里,芯片能实现的能量提拔比SLAC直线倍。德国埃尔朗根-纽伦堡大学科学家研究发觉,激光可被用来加快较低能的电子,这些低能电子以前在加快器中未被提拔到最大速度。操纵这种手艺,科学家可将加快器芯片组合起来,足球场那么长的芯片就能替代长2英里(约合3219米)的直线加快器相关光源。如斯一来,科学家将无望缩小下一代对撞机,如打算中的日本国际直线对撞机,以进行物质新形态的摸索。

  该国际合作项目调集了加快器物理学、激光物理学、纳米光子学和纳米制造范畴的世界出名专家,由斯坦福大学、SLAC国度加快器尝试室,以及埃尔朗根-纽伦堡大学等全球多个尝试室及大学合作,努力研发新一代“桌面型”粒子加快器。斯坦福大学使用物理学家罗伯特-拜尔暗示:“激光可以或许以阿秒量级加快电子,所用时间相当于电子绕行原子核的时间。借助这种切确方式,研究人员将可以或许对原子中电子的环抱进行摄像,以便我们观测电子的挪动与连系。”(彬彬)

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