反物理的準(zhǔn)粒子可以打開一個全新的顯微鏡世界

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，通過一個大的磁鐵大廳擺動它們，以搖晃自由的強(qiáng)烈光子脈沖，這些光子點亮了用于研究的材料。

現(xiàn)在，一個國際物理學(xué)家團(tuán)隊認(rèn)為他們可以實現(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)展成一項可行的技術(shù)，它可能會讓世界各地的更多研究人員對他們正在研究的最微小的結(jié)構(gòu)有無與倫比的可見性。產(chǎn)生見解到病毒、計算機(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。一個小鎮(zhèn)的大小，其漫長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。

一組國際研究人員使用計算機(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，就會出現(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，因為它們具有穩(wěn)定的特性，例如電荷，質(zhì)量,能量、大小、形狀和動量.

因為可以創(chuàng)建準(zhǔn)粒子通過一組發(fā)光粒子在介質(zhì)中移動的協(xié)調(diào)運動，它們可以穿過物理定律的漏洞，否則這些漏洞會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。這是可能的因為光線變慢了當(dāng)穿過真空以外的任何東西時，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粒子的物理定律所不允許的方式移動，”說物理學(xué)家和合著者約翰·帕拉斯特羅。

“靈活性是巨大的，”說博士生和第一作者Bernardo Malaca。

“即使每個電子都在執(zhí)行相對簡單的運動，來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，即使局部沒有一個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。

“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)模實驗室，“研究人員寫.

“因此，時間相干性和超輻射的開始是創(chuàng)建緊湊，負(fù)擔(dān)得起和有競爭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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