高效等離子體尾場加速器

本期封面所示為一個高效等離子體尾場加速器的模擬圖，具有兩束結構的一個電子束從左上向右下穿過等離子體。利用由無線電波產生的電場在高能前沿工作的粒子對撞機從大小和成本來說正在接近可行性的極限，但還有其他加速方法可以用來建造這種費用較低、尺寸較小的裝置。等離子體尾場加速器(在其中，一個電子束通過讓其在被另一個電子束激發的一個等離子體波上“沖浪”而被加速)有望能夠在僅僅幾厘米距離內實現千兆電子伏特級別的能量增益，這樣一個能量增益若用傳統加速器則需要幾百米距離。以前，這種方法只被用來每次加速數量非常少的電子。現在，在美國SLAC國家加速器實驗室的“先進加速器實驗測試裝置”(FACET)工作的研究人員，以對于一個等離子體加速器來說前所未有的效率實現了一次對大約5億電子的加速。

這一成果可以說是用于從高能物理到醫學和工業應用的費用可承受、尺寸比較小的加速器的開發中的一個里程碑。

封面圖片：由加州大學洛杉磯分校的Weiming An和Frank Tsung利用QuickPIC模擬和VisIT可視化軟件做成。