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準(zhǔn)粒子驅(qū)動(dòng)超亮光源新思路提出,可用于從無損成像到芯片制造等各種應(yīng)用

2023年10月23日 15:27 | 作者:張夢(mèng)然 | 來源:科技日?qǐng)?bào) 分享到: 

一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在重新思考輻射物理學(xué)的基本原理,旨在創(chuàng)造超亮光源。在《自然·光子學(xué)》上發(fā)表的一項(xiàng)新研究中,葡萄牙里斯本高等理工學(xué)院、美國(guó)羅切斯特大學(xué)、加州大學(xué)洛杉磯分校和法國(guó)光學(xué)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室的研究人員,提出了使用準(zhǔn)粒子產(chǎn)生光源的方法,其與當(dāng)今最先進(jìn)的光源一樣強(qiáng)大,但體積規(guī)模卻要小得多。

準(zhǔn)粒子是由許多同步運(yùn)動(dòng)的電子形成的。它們可以任何速度移動(dòng),甚至比光還快,并能承受類似黑洞附近的強(qiáng)大力量。

準(zhǔn)粒子最令人著迷的是,它們能以控制單個(gè)粒子的物理定律所不允許的方式移動(dòng)。團(tuán)隊(duì)通過在歐洲高性能計(jì)算聯(lián)合項(xiàng)目提供的超級(jí)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行模擬,研究了等離子體中準(zhǔn)粒子的獨(dú)特性質(zhì)。他們看到了基于準(zhǔn)粒子的光源的應(yīng)用前景,包括用于掃描病毒的無損成像、了解光合作用等生物過程、制造計(jì)算機(jī)芯片以及探索行星和恒星中物質(zhì)的行為。

研究人員表示,盡管每個(gè)電子執(zhí)行相對(duì)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng),但所有電子的總輻射可模擬比光速運(yùn)動(dòng)更快的粒子的輻射,即使局部沒有一個(gè)電子比光或振蕩電子更快。

基于準(zhǔn)粒子的光源可能比現(xiàn)有形式(如自由電子激光器)具有明顯的優(yōu)勢(shì),因?yàn)樽杂呻娮蛹す馄飨∪鼻乙?guī)模巨大,這使得它們對(duì)于大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)院和企業(yè)來說不切實(shí)際。根據(jù)新研究提出的理論,準(zhǔn)粒子可在傳播距離很短的情況下產(chǎn)生令人難以置信的明亮光,這可能會(huì)引發(fā)全球?qū)嶒?yàn)室廣泛的科技進(jìn)步。

總編輯圈點(diǎn)

你可以想象把大量粒子組成的固體、液體或等離子體,放在極端溫度和壓強(qiáng)下,然后將整個(gè)系統(tǒng)描述為一種實(shí)體,這就是準(zhǔn)粒子。準(zhǔn)粒子不是像光子、電子和中子那樣的真正粒子,但它們有自己的功能特性,其中之一就是能夠在沒有凈電荷的情況下傳輸能量,這意味著可以用準(zhǔn)粒子產(chǎn)生高效能的光發(fā)射系統(tǒng);同時(shí),它作為許多同步運(yùn)動(dòng)粒子組成的整體,能實(shí)現(xiàn)單個(gè)粒子不能為之的移動(dòng)方式,譬如說更快,或者更“強(qiáng)悍”。

編輯:馬嘉悅

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