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“芯片上的加速器”:体积仅鞋盒大小
发表日期:2019-05-02 21:09| 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。 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

  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。

  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。”

  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。

  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。

  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。(如需转载,请说明来历自科技世界网)

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