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據(jù)歐洲核子研究中心（CERN）官網(wǎng)消息，近日，該機(jī)構(gòu)的高級(jí)尾場(chǎng)實(shí)驗(yàn)（AWAKE）迎來(lái)了第一批質(zhì)子束，該研究旨在驗(yàn)證一種新型粒子加速概念。如果一切進(jìn)展順利，科學(xué)家們有望將粒子物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的規(guī)模削減至目前的百分之一，未來(lái)我們或許能看到桌面大小但功能仍然強(qiáng)大的粒子加速器。

新的粒子加速概念是指由一束質(zhì)子驅(qū)動(dòng)的等離子體尾場(chǎng)能給帶電粒子加速。測(cè)試用的質(zhì)子束源自CERN的超質(zhì)子同步加速器，目的是對(duì)質(zhì)子束線(xiàn)的各個(gè)零件以及磁鐵進(jìn)行檢查。質(zhì)子束必須沿著質(zhì)子束線(xiàn)行進(jìn)800米，然后通過(guò)10米的等離子體設(shè)備，接著再沿幾個(gè)探測(cè)器行進(jìn)。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人艾德·格斯切文德特納表示：“當(dāng)我們首次發(fā)射質(zhì)子束沿著質(zhì)子束線(xiàn)到達(dá)實(shí)驗(yàn)區(qū)域時(shí)，它立刻撞上了最后一個(gè)探測(cè)器，證明了我們的計(jì)算方法和裝置的可行性。現(xiàn)在能繼續(xù)進(jìn)行下一階段的試運(yùn)行工作。”

目前的加速器都是“龐然大物”，比如，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）的直徑超過(guò)8千米；斯坦福的線(xiàn)性加速器約3.2千米長(zhǎng)。為了讓粒子獲得更大的速度，傳統(tǒng)對(duì)撞機(jī)的解決辦法是加長(zhǎng)隧道。但AWAKE實(shí)驗(yàn)采用一種全新的方法，讓粒子可以在更短時(shí)間內(nèi)獲得更高的速度。據(jù)《自然》雜志一篇文章介紹，粒子在相同距離獲得的速度能達(dá)到傳統(tǒng)對(duì)撞機(jī)的1000倍。

AWAKE實(shí)驗(yàn)的“秘密武器”是“尾場(chǎng)加速”，這一概念于上世紀(jì)70年代問(wèn)世。美國(guó)斯坦福的線(xiàn)性加速器實(shí)驗(yàn)室和布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以及CERN都在研究這一概念。

AWAKE目前仍處于建設(shè)階段，等離子體或要到2018年才能填滿(mǎn)。AWAKE團(tuán)隊(duì)希望于今年年底開(kāi)始收集物理學(xué)數(shù)據(jù)，接下來(lái)，他們打算將這一實(shí)驗(yàn)的所有設(shè)備和裝置，包括激光器和整個(gè)等離子體設(shè)備等確定下來(lái)。CERN表示，如果這一設(shè)備能工作，這將意味著未來(lái)的線(xiàn)性對(duì)撞機(jī)可能更短，桌面大小的加速器甚至也有望成為現(xiàn)實(shí)。

（來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)）