反物理的準(zhǔn)粒子可以打開一個(gè)全新的顯微鏡世界

窺探微觀領(lǐng)域物體的私生活（及以后），科學(xué)家經(jīng)常依靠極其明亮的光源。

這自由電子激光器獲得最佳結(jié)果加速電子幾公里朝向光速，通過(guò)一個(gè)大的磁鐵大廳擺動(dòng)它們，以搖晃自由的強(qiáng)烈光子脈沖，這些光子點(diǎn)亮了用于研究的材料。

現(xiàn)在，一個(gè)國(guó)際物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)認(rèn)為他們可以實(shí)現(xiàn)使用小得多的設(shè)備具有相同的效果用準(zhǔn)粒子–粒子狀實(shí)體從其他粒子的復(fù)雜相互作用中出現(xiàn)。

如果他們的概念能夠發(fā)展成一項(xiàng)可行的技術(shù)，它可能會(huì)讓世界各地的更多研究人員對(duì)他們正在研究的最微小的結(jié)構(gòu)有無(wú)與倫比的可見(jiàn)性。產(chǎn)生見(jiàn)解到病毒、計(jì)算機(jī)芯片、光合作用和恒星的化學(xué)反應(yīng)。

粒子加速器可以適合建筑物內(nèi)遠(yuǎn)不如直線加速器相干光源（拼箱）在加利福尼亞州。一個(gè)小鎮(zhèn)的大小，其漫長(zhǎng)的電子賽道能夠在光譜的X射線部分發(fā)射高能光波。

但是已經(jīng)有A. 取得的進(jìn)展邁向粒子加速器的小型化，特別是在加速的設(shè)備帶電粒子或等離子體。

一組國(guó)際研究人員使用計(jì)算機(jī)模擬演示這些緊湊型等離子體加速器如何產(chǎn)生與大型粒子加速器產(chǎn)生的等效的亮光。

訣竅是了解等離子體加速器如何產(chǎn)生準(zhǔn)粒子。

準(zhǔn)粒子是相干系統(tǒng)當(dāng)介質(zhì)受到干擾或興奮時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種情況。雖然是集體努力形成的，但它們可以被視為離散粒子，因?yàn)樗鼈兙哂蟹€(wěn)定的特性，例如電荷，質(zhì)量,能量、大小、形狀和動(dòng)量.

因?yàn)?a>可以創(chuàng)建準(zhǔn)粒子通過(guò)一組發(fā)光粒子在介質(zhì)中移動(dòng)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，它們可以穿過(guò)物理定律的漏洞，否則這些漏洞會(huì)限制更多的普通粒子。

它們甚至可以比光在同一介質(zhì)中傳播得更快。這是可能的因?yàn)楣饩€變慢了當(dāng)穿過(guò)真空以外的任何東西時(shí)，準(zhǔn)粒子可以超越它。

“準(zhǔn)粒子最迷人的方面是它們能夠以控制單個(gè)粒子的物理定律所不允許的方式移動(dòng)，”說(shuō)物理學(xué)家和合著者約翰·帕拉斯特羅。

“靈活性是巨大的，”說(shuō)博士生和第一作者Bernardo Malaca。

“即使每個(gè)電子都在執(zhí)行相對(duì)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，來(lái)自所有電子的總輻射也可以模仿比光或振蕩粒子更快的粒子的總輻射，即使局部沒(méi)有一個(gè)電子比光或振蕩電子快。

準(zhǔn)粒子也可以創(chuàng)造超輻射;由一組同步工作的粒子產(chǎn)生的超亮光子束。

研究人員表明，理論上有可能使用等離子激光器內(nèi)的準(zhǔn)粒子產(chǎn)生這種超輻射，在光譜的紅外和紫外線部分之間產(chǎn)生波長(zhǎng)。

“這樣的進(jìn)步可以將全球少數(shù)自由電子激光器的研究和技術(shù)直接帶到許多大學(xué)。骨科和工業(yè)規(guī)模實(shí)驗(yàn)室，“研究人員寫.

“因此，時(shí)間相干性和超輻射的開始是創(chuàng)建緊湊，負(fù)擔(dān)得起和有競(jìng)爭(zhēng)力的基于等離子加速器的光源的基本缺失要素。

本文發(fā)表于自然光子學(xué).

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