必威_日本利用激光发现“微泡内爆”全新粒子加速机制

2024-11-08 18:36:01　　点击量：938

本文摘要：“微泡内爆”概念图图片由大阪大学获取日本大阪大学激光科学研究所村上匡且教授领导的研究小组发布，他们找到了一种称作“微泡内爆”的全新粒子加快机制：向含有微米尺寸冷水（球形空洞）的氢化合物外侧太阳光超高强度激光，气泡在收缩到原子尺寸的瞬间，升空稳定增长高能量的氢离子（质子）。

“微泡内爆”概念图图片由大阪大学获取日本大阪大学激光科学研究所村上匡且教授领导的研究小组发布，他们找到了一种称作“微泡内爆”的全新粒子加快机制：向含有微米尺寸冷水（球形空洞）的氢化合物外侧太阳光超高强度激光，气泡在收缩到原子尺寸的瞬间，升空稳定增长高能量的氢离子（质子）。在这种机制中，带上正电荷的离子通过用1000亿摄氏度超高温的电子填满气泡，从而产生强劲负静电力，不会向气泡中心呈球平面型加快。无数离子在球体中心的奇点处高速加快和撞击，理论上可以在仅有数十个原子的纳米尺度大于空间内，构建与白矮星内部相匹敌的高密度传输。如果将物质传输到前所未有的超高密度，一块方糖大小的物质的重量可多达100公斤。

此外，研究人员找到这种气泡不会以数十飞秒的周期反复膨胀和收缩，当增大到纳米尺寸并超过仅次于传输的瞬间，电磁辐射出有高能质子，具备“纳米脉冲星”一样新奇的特征。如果用传统加速器，高能粒子的加快距离必须数十米到数百米。这种纳米级正电荷电磁辐射的难以置信物理现象尚属首次找到。

在这种现象中，起决定性起到的是与宇宙大爆炸几乎忽略的特异运动，即电荷离子增大到空间中的一个点，并以约一半光速的超高速撞击——这与迄今为止找到和预测的所有加快原理在本质上几乎有所不同。该研究成果的意义在于，通过研究纳米与飞秒这种大于和很短的现象，不仅有助阐述空间物理学上一些难解之谜，例如在恒星和宇宙中交叠飞行中的高能粒子的起源，还有望作为产生核聚变反应的小型中子源，应用于医疗和工业中。研究成果于15日公开发表在英国网络杂志《科学报告》（ScientificReports）。

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