穿越火线姐妹俱乐部

menu

清华工物系在太赫兹加速领域取得重大进展,相关成果论文第一作者

微信(xin)转载(zai) 2020-03-12 18:02

胥汉勋(xun),300班学(xue)生,2012年考取清华(hua)大(da)(da)学(xue),现为清华(hua)大(da)(da)学(xue)工程物理系博士生。近日,清华(hua)大(da)(da)学(xue)工程物理系在太赫(he)兹(zi)加速领域取得重大(da)(da)进展,相关成果发表在在《自(zi)然·光子学(xue)》(Nature Photonics)上,论(lun)文题为“相对(dui)论(lun)电子束(shu)的高(gao)梯(ti)度(du)级联(lian)太赫(he)兹(zi)加速”(Cascaded high

格力研发空调发电   |   优秀学子

清华工物系在太赫兹加速领域取得重大进展,相关成果论文第一作者

微信转载(zai)  ·  2020-03-12 18:02  ·  阅读(du)

胥汉勋(xun),300班(ban)学生(sheng),2012年(nian)考取(qu)清(qing)华大学,现为清(qing)华大学工程(cheng)物理系博士生(sheng)。近日,清(qing)华大学工程(cheng)物理系在太(tai)赫兹加(jia)速领(ling)域取(qu)得重大进(jin)展,相关(guan)成(cheng)果发表在在《自然·光子(zi)学》(Nature Photonics)上,论(lun)文题(ti)为“相对论(lun)电(dian)子(zi)束的(de)高梯度级联太(tai)赫兹加(jia)速”(Cascaded high-gradient terahertz-driven acceleration of relativistic electron beams),胥汉勋(xun)为论(lun)文的(de)第(di)一作者。

以下为清华新闻网的(de)相关内(nei)容:

清华新闻网3月12日电 近(jin)日,清华大(da)学(xue)工程物理(li)系(xi)黄(huang)文会,颜立新团(tuan)队(dui)完成了(le)世界上首次(ci)相(xiang)对论(lun)电子束(shu)的(de)(de)级联(lian)太(tai)赫兹(zi)加(jia)速(su)(su)方案的(de)(de)原理(li)性验(yan)证实(shi)(shi)验(yan),实(shi)(shi)现了(le)太(tai)赫兹(zi)波对相(xiang)对论(lun)电子束(shu)的(de)(de)两级级联(lian)加(jia)速(su)(su),将(jiang)太(tai)赫兹(zi)加(jia)速(su)(su)领域(yu)的(de)(de)加(jia)速(su)(su)梯度和(he)能(neng)(neng)量(liang)增益提(ti)高了(le)一(yi)个量(liang)级。该(gai)成果填补(bu)了(le)长期以(yi)来(lai)在(zai)(zai)太(tai)赫兹(zi)加(jia)速(su)(su)在(zai)(zai)高能(neng)(neng)段(duan)的(de)(de)技(ji)术空(kong)白,验(yan)证了(le)一(yi)条切实(shi)(shi)可行的(de)(de)高能(neng)(neng)量(liang)太(tai)赫兹(zi)加(jia)速(su)(su)器(qi)的(de)(de)技(ji)术路(lu)线,并为太(tai)赫兹(zi)加(jia)速(su)(su)技(ji)术超(chao)快(kuai)科学(xue)、强(qiang)场物理(li)、先进光源与(yu)新加(jia)速(su)(su)器(qi)等领域(yu)的(de)(de)应(ying)用带来(lai)全新的(de)(de)机遇。

图1 级联太赫兹加速器概念图

粒(li)(li)子加(jia)速(su)器(qi)(qi)是现代(dai)(dai)科学(xue)发(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)重要研究(jiu)工(gong)具,人们(men)通过(guo)大(da)型(xing)粒(li)(li)子对撞机研究(jiu)物质(zhi)世界(jie)的(de)(de)(de)基(ji)本组成(cheng),利用先进的(de)(de)(de)加(jia)速(su)器(qi)(qi)光源探(tan)索精细的(de)(de)(de)微观结构(gou)。传统(tong)的(de)(de)(de)射(she)频(pin)加(jia)速(su)器(qi)(qi)在(zai)过(guo)去(qu)的(de)(de)(de)近百年中为现代(dai)(dai)科学(xue)的(de)(de)(de)发(fa)展(zhan)做出了(le)巨(ju)大(da)贡(gong)献,然而受(shou)限(xian)于射(she)频(pin)击(ji)穿效应(ying),基(ji)于传统(tong)射(she)频(pin)加(jia)速(su)技术的(de)(de)(de)下一(yi)代(dai)(dai)高(gao)能(neng)粒(li)(li)子加(jia)速(su)器(qi)(qi)面临装置(zhi)结构(gou)复杂,造价(jia)昂贵等技术挑战(zhan)。太赫(he)兹加(jia)速(su)技术以其超高(gao)的(de)(de)(de)加(jia)速(su)梯度、极短的(de)(de)(de)脉冲(chong)宽度和可靠的(de)(de)(de)时间(jian)同步特性(xing),有望将(jiang)大(da)型(xing)加(jia)速(su)器(qi)(qi)缩(suo)小到普通的(de)(de)(de)实验室(shi)规模,在(zai)保证(zheng)束流品(pin)质(zhi)的(de)(de)(de)同时极大(da)地降(jiang)低了(le)研究(jiu)成(cheng)本,为下一(yi)代(dai)(dai)大(da)型(xing)加(jia)速(su)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)发(fa)展(zhan)带来重大(da)的(de)(de)(de)技术革新(xin)。

2015麻省理工学院(MIT)成功进行了(le)太(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)(he)兹(zi)低能(neng)电(dian)子(zi)加(jia)(jia)速(su)(su)(su)的(de)(de)原(yuan)理性验证。2016年,第(di)一支(zhi)太(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)(he)兹(zi)电(dian)子(zi)枪成功问世。随(sui)后,DESY、UCLA、CLARA及上(shang)海交通大学等(deng)多(duo)(duo)家单(dan)位先后开展(zhan)了(le)新型太(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)(he)兹(zi)加(jia)(jia)速(su)(su)(su)结构、太(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)(he)兹(zi)电(dian)子(zi)操(cao)控、太(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)(he)兹(zi)束(shu)流诊断等(deng)关键(jian)技术的(de)(de)研(yan)究,将相(xiang)(xiang)关研(yan)究推向了(le)新的(de)(de)热潮。然(ran)而,目(mu)前的(de)(de)研(yan)究多(duo)(duo)集中在低能(neng)电(dian)子(zi)加(jia)(jia)速(su)(su)(su)领(ling)域,相(xiang)(xiang)对(dui)论(lun)电(dian)子(zi)的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)(he)兹(zi)加(jia)(jia)速(su)(su)(su)由于缺少(shao)超强太(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)(he)兹(zi)辐射源(yuan)、高品质超短超快(kuai)电(dian)子(zi)束(shu)以及精(jing)密的(de)(de)同步控制技术,近年来一直(zhi)发展(zhan)缓慢。此(ci)外(wai),相(xiang)(xiang)对(dui)论(lun)电(dian)子(zi)束(shu)的(de)(de)级(ji)联加(jia)(jia)速(su)(su)(su)作为加(jia)(jia)速(su)(su)(su)器迈向高能(neng)不可(ke)缺少(shao)的(de)(de)核心技术,仍是太(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)(he)兹(zi)加(jia)(jia)速(su)(su)(su)领(ling)域中一个未被攻克的(de)(de)难题。寻找合适的(de)(de)加(jia)(jia)速(su)(su)(su)方案,实(shi)现相(xiang)(xiang)对(dui)论(lun)电(dian)子(zi)束(shu)的(de)(de)级(ji)联加(jia)(jia)速(su)(su)(su),将会极大的(de)(de)推动(dong)太(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)(he)兹(zi)加(jia)(jia)速(su)(su)(su)技术的(de)(de)发展(zhan)。

图2 高梯度级联太(tai)赫兹(zi)加速实验示(shi)意图

清(qing)(qing)华大学(xue)工程物(wu)理(li)(li)(li)(li)(li)系(xi)加(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)实(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)验(yan)室长期(qi)致(zhi)力于(yu)高(gao)亮度电(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)物(wu)理(li)(li)(li)(li)(li)、技术与(yu)应(ying)用(yong)的(de)(de)研究(jiu)。瞄准(zhun)这个研究(jiu)方向,2017年(nian)7月黄文会(hui)、唐传(chuan)祥教授提(ti)出在工程物(wu)理(li)(li)(li)(li)(li)系(xi)加(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)实(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)验(yan)室发展太(tai)(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)兹(zi)(zi)(zi)加(jia)(jia)(jia)(jia)速技术,深入研究(jiu)新(xin)加(jia)(jia)(jia)(jia)速原理(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)核心(xin)物(wu)理(li)(li)(li)(li)(li)与(yu)创新(xin)技术,进而建设紧凑型全光太(tai)(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)兹(zi)(zi)(zi)加(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)实(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)验(yan)平台的(de)(de)基(ji)本构(gou)想。博士生胥(xu)汉勋深入开展了太(tai)(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)兹(zi)(zi)(zi)加(jia)(jia)(jia)(jia)速实(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)验(yan)的(de)(de)理(li)(li)(li)(li)(li)论分析和(he)物(wu)理(li)(li)(li)(li)(li)设计,与(yu)团(tuan)(tuan)(tuan)队成员(yuan)于(yu)2018年(nian)4月和(he)2019年(nian)12月在清(qing)(qing)华大学(xue)加(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)实(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)验(yan)室汤姆逊散射源束(shu)(shu)线上开展高(gao)梯(ti)度级(ji)联太(tai)(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)兹(zi)(zi)(zi)加(jia)(jia)(jia)(jia)速实(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)验(yan)。研究(jiu)团(tuan)(tuan)(tuan)队采用(yong)灵巧(qiao)的(de)(de)双束(shu)(shu)实(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)验(yan)方案(如图2所(suo)示),利用(yong)驱动(dong)电(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)基(ji)于(yu)相(xiang)干渡越辐(fu)射(coherent transition radiation,CTR)产(chan)生强(qiang)太(tai)(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)兹(zi)(zi)(zi)脉冲,在太(tai)(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)兹(zi)(zi)(zi)介质管加(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)中对(dui)(dui)后续跟随的(de)(de)超短(duan)电(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)进行两级(ji)同(tong)(tong)步(bu)加(jia)(jia)(jia)(jia)速。该方案利用(yong)同(tong)(tong)源的(de)(de)驱动(dong)激光在加(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)束(shu)(shu)线上同(tong)(tong)时(shi)产(chan)生强(qiang)太(tai)(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)兹(zi)(zi)(zi)波(132μJ)和(he)超短(duan)的(de)(de)相(xiang)对(dui)(dui)论电(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)(34.3 MeV,460fsFWHM)并保证了二(er)者的(de)(de)天然的(de)(de)时(shi)间同(tong)(tong)步(bu)特性,使得(de)强(qiang)太(tai)(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)兹(zi)(zi)(zi)电(dian)(dian)场(1.1 GV/m)能(neng)(neng)够稳(wen)定的(de)(de)对(dui)(dui)相(xiang)对(dui)(dui)论电(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)进行同(tong)(tong)步(bu)加(jia)(jia)(jia)(jia)速。经过不断调(diao)试和(he)优化,研究(jiu)团(tuan)(tuan)(tuan)队成功的(de)(de)实(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)现(xian)(xian)了太(tai)(tai)(tai)(tai)赫(he)(he)兹(zi)(zi)(zi)波对(dui)(dui)相(xiang)对(dui)(dui)论电(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)的(de)(de)级(ji)联加(jia)(jia)(jia)(jia)速,观测(ce)到了清(qing)(qing)晰的(de)(de)全束(shu)(shu)团(tuan)(tuan)(tuan)加(jia)(jia)(jia)(jia)速现(xian)(xian)象,所(suo)实(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)现(xian)(xian)的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)速梯(ti)度(155 MV/m)和(he)加(jia)(jia)(jia)(jia)速能(neng)(neng)量(204 keV)相(xiang)较于(yu)当前世界上已报道(dao)的(de)(de)结果提(ti)高(gao)了一个量级(ji)(如图3、4)。

图3 单级(ji)太赫兹加速(su)实(shi)验结(jie)果(guo)

图4 级联太赫兹(zi)加速实(shi)验结果(guo)

相(xiang)关成果发(fa)表在(zai)在(zai)《自然·光(guang)子学》(Nature Photonics)上,论文题为(wei)“相(xiang)对论电子束的(de)(de)高梯度级联太赫(he)兹(zi)加(jia)(jia)速(su)(su)”(Cascaded high-gradient terahertz-driven acceleration of relativistic electron beams)。《自然·光(guang)子学》的(de)(de)评(ping)审人对该研究(jiu)成果高度评(ping)价,认为(wei)这是(shi)“太赫(he)兹(zi)加(jia)(jia)速(su)(su)领域内里程(cheng)碑式的(de)(de)突破”。这一研究(jiu)成果是(shi)太赫(he)兹(zi)加(jia)(jia)速(su)(su)领域中的(de)(de)重大(da)技术突破,验证了太赫(he)兹(zi)加(jia)(jia)速(su)(su)技术走(zou)向(xiang)高能(neng)的(de)(de)技术可行性(xing),有望将大(da)型(xing)加(jia)(jia)速(su)(su)器缩小到(dao)普(pu)通实(shi)验室规(gui)模甚至桌面规(gui)模。目前,清华大(da)学工(gong)程(cheng)物(wu)理系正在(zai)积极开展和(he)推动全光(guang)太赫(he)兹(zi)加(jia)(jia)速(su)(su)实(shi)验平(ping)台的(de)(de)理论研究(jiu)和(he)物(wu)理设(she)计工(gong)作,致力(li)于建设(she)世(shi)界一流的(de)(de)太赫(he)兹(zi)加(jia)(jia)速(su)(su)实(shi)验及应(ying)用研究(jiu)平(ping)台。

清华大学工(gong)程物(wu)理(li)系2016级(ji)博(bo)士生(sheng)胥汉勋(xun)为论文的(de)第一作(zuo)者,清华大学工(gong)程物(wu)理(li)系黄文会教(jiao)(jiao)授为通讯作(zuo)者。参(can)加该工(gong)作(zuo)的(de)还有工(gong)程物(wu)理(li)系的(de)颜立新副(fu)教(jiao)(jiao)授、杜应超副(fu)教(jiao)(jiao)授、李(li)任恺教(jiao)(jiao)授、施嘉儒(ru)副(fu)教(jiao)(jiao)授、唐传(chuan)祥(xiang)教(jiao)(jiao)授以及(ji)工(gong)程物(wu)理(li)系2017级(ji)博(bo)士生(sheng)田其立、2016级(ji)博(bo)士生(sheng)梁一凡和2018级(ji)博(bo)士生(sheng)顾绍弘。该研(yan)究得到(dao)了国(guo)家自然学科基金(jin)和挑战计(ji)划(hua)的(de)支持(chi)。

分享到:

责任(ren)编辑(ji)丨(shu)河(he)池(chi)高中信息(xi)技术社(she)

上一篇:我校举行2005年春季学期开学典礼暨梁嘉甫校友报告会

<< 上一篇

下一篇:摆脱贫困 共圆梦想——我校杰出校友在人民大会堂深情讲述毛南族

下一篇 >>

home message people work email
优秀学子 您现在的位置: 河池高级中学 > 学校概况 > 校史校友 > 优秀学子 >
栏目导航
公告通知
·2021届高考录取金榜...
·河池高级中学2021级高一新...
·河池高级中学关于2020年度...
·河池高级中学2021年美术特...
·河池高级中学2021年体育特...
·河池高级中学2020年篮球特...
·热烈祝贺我校在第35届广西...
·河池高级中学应届毕业生招...

清华工物系在太赫兹加速领域取得重大进展,相关成果论文第一作者

时间:2020-03-12 18:02 来源:微信转载 作者:河池高中信息技术社 点击:

胥汉勋,300班学生(sheng),2012年考取(qu)清华大(da)学,现为(wei)清华大(da)学工程物(wu)理系(xi)博(bo)士生(sheng)。近日,清华大(da)学工程物(wu)理系(xi)在(zai)太赫(he)兹加速领域取(qu)得重(zhong)大(da)进(jin)展,相关成果发表在(zai)在(zai)《自然·光子学》(Nature Photonics)上,论(lun)文题为(wei)“相对(dui)论(lun)电子束的(de)高梯度级联(lian)太赫(he)兹加速”(Cascaded high-gradient terahertz-driven acceleration of relativistic electron beams),胥汉勋为(wei)论(lun)文的(de)第一作者。

以下为清华新闻网的相关内容:

清华新(xin)闻网3月12日电 近日,清华大学工(gong)程(cheng)物理系黄文(wen)会(hui),颜立新(xin)团队(dui)完成(cheng)了世界上(shang)首次相(xiang)对论电子束(shu)的(de)(de)级(ji)(ji)(ji)联太赫兹加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速方案的(de)(de)原理性验证实(shi)验,实(shi)现了太赫兹波(bo)对相(xiang)对论电子束(shu)的(de)(de)两级(ji)(ji)(ji)级(ji)(ji)(ji)联加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速,将太赫兹加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速领域的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速梯(ti)度和能量(liang)增益提高(gao)了一个(ge)量(liang)级(ji)(ji)(ji)。该(gai)成(cheng)果填补了长期(qi)以来在(zai)太赫兹加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速在(zai)高(gao)能段的(de)(de)技术(shu)空白(bai),验证了一条(tiao)切(qie)实(shi)可行的(de)(de)高(gao)能量(liang)太赫兹加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)的(de)(de)技术(shu)路线(xian),并(bing)为太赫兹加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速技术(shu)超快科学、强场物理、先进光(guang)源(yuan)与新(xin)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)等领域的(de)(de)应用带来全新(xin)的(de)(de)机遇。

图1 级联(lian)太赫兹加速器(qi)概念(nian)图

粒(li)子加(jia)(jia)(jia)速(su)(su)器是现代科学发展(zhan)(zhan)的(de)重(zhong)要(yao)研究(jiu)工具,人们通过大(da)(da)型粒(li)子对(dui)撞机(ji)研究(jiu)物质世界的(de)基本组成,利用先进的(de)加(jia)(jia)(jia)速(su)(su)器光源(yuan)探索精细的(de)微观结构。传统的(de)射频加(jia)(jia)(jia)速(su)(su)器在(zai)过去的(de)近百年中(zhong)为现代科学的(de)发展(zhan)(zhan)做(zuo)出了巨大(da)(da)贡献,然而(er)受限于射频击穿效应,基于传统射频加(jia)(jia)(jia)速(su)(su)技术(shu)(shu)的(de)下一(yi)(yi)代高能粒(li)子加(jia)(jia)(jia)速(su)(su)器面临装置(zhi)结构复杂,造价(jia)昂贵等技术(shu)(shu)挑(tiao)战(zhan)。太赫兹加(jia)(jia)(jia)速(su)(su)技术(shu)(shu)以其超高的(de)加(jia)(jia)(jia)速(su)(su)梯(ti)度、极(ji)短的(de)脉冲宽度和可靠的(de)时间(jian)同步(bu)特(te)性,有望将大(da)(da)型加(jia)(jia)(jia)速(su)(su)器缩小到(dao)普通的(de)实验室规(gui)模,在(zai)保证束(shu)流品质的(de)同时极(ji)大(da)(da)地降低了研究(jiu)成本,为下一(yi)(yi)代大(da)(da)型加(jia)(jia)(jia)速(su)(su)器的(de)发展(zhan)(zhan)带来重(zhong)大(da)(da)的(de)技术(shu)(shu)革新。

2015麻省理工学院(MIT)成功(gong)进行了太赫(he)(he)兹(zi)低能电(dian)子(zi)(zi)加(jia)速(su)的(de)(de)(de)原理性验证。2016年,第一(yi)支(zhi)太赫(he)(he)兹(zi)电(dian)子(zi)(zi)枪成功(gong)问世。随后,DESY、UCLA、CLARA及(ji)上海交通大(da)学等多(duo)家单位先后开展(zhan)了新(xin)型太赫(he)(he)兹(zi)加(jia)速(su)结构、太赫(he)(he)兹(zi)电(dian)子(zi)(zi)操控(kong)(kong)、太赫(he)(he)兹(zi)束(shu)流诊断等关键(jian)技(ji)术的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu),将相(xiang)关研(yan)究(jiu)推(tui)向了新(xin)的(de)(de)(de)热潮(chao)。然而,目前的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)多(duo)集中(zhong)在(zai)低能电(dian)子(zi)(zi)加(jia)速(su)领(ling)域(yu),相(xiang)对(dui)论(lun)电(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)太赫(he)(he)兹(zi)加(jia)速(su)由于缺少超强太赫(he)(he)兹(zi)辐射源、高品(pin)质超短超快(kuai)电(dian)子(zi)(zi)束(shu)以及(ji)精密的(de)(de)(de)同(tong)步控(kong)(kong)制技(ji)术,近年来一(yi)直发(fa)(fa)展(zhan)缓慢。此(ci)外,相(xiang)对(dui)论(lun)电(dian)子(zi)(zi)束(shu)的(de)(de)(de)级联加(jia)速(su)作为加(jia)速(su)器(qi)迈向高能不可(ke)缺少的(de)(de)(de)核心技(ji)术,仍是太赫(he)(he)兹(zi)加(jia)速(su)领(ling)域(yu)中(zhong)一(yi)个(ge)未被攻克的(de)(de)(de)难题(ti)。寻找合适的(de)(de)(de)加(jia)速(su)方案(an),实现相(xiang)对(dui)论(lun)电(dian)子(zi)(zi)束(shu)的(de)(de)(de)级联加(jia)速(su),将会极大(da)的(de)(de)(de)推(tui)动太赫(he)(he)兹(zi)加(jia)速(su)技(ji)术的(de)(de)(de)发(fa)(fa)展(zhan)。

图(tu)2 高梯度级联太赫兹(zi)加(jia)速实验示意(yi)图(tu)

清华大(da)学工程(cheng)(cheng)物(wu)理(li)系加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)(qi)实验(yan)室长期致力(li)于(yu)高亮(liang)度电(dian)(dian)子(zi)束物(wu)理(li)、技(ji)术(shu)与(yu)应(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)。瞄准这(zhei)个研(yan)(yan)究(jiu)方向,2017年7月(yue)黄文(wen)会、唐传(chuan)祥教(jiao)授提出在工程(cheng)(cheng)物(wu)理(li)系加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)(qi)实验(yan)室发展太(tai)(tai)(tai)赫(he)兹(zi)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速技(ji)术(shu),深(shen)入(ru)研(yan)(yan)究(jiu)新加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速原理(li)的(de)(de)(de)(de)核心物(wu)理(li)与(yu)创新技(ji)术(shu),进而建设紧(jin)凑型全光太(tai)(tai)(tai)赫(he)兹(zi)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)(qi)实验(yan)平台(tai)的(de)(de)(de)(de)基本构想。博(bo)士生胥汉勋深(shen)入(ru)开(kai)展了(le)太(tai)(tai)(tai)赫(he)兹(zi)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速实验(yan)的(de)(de)(de)(de)理(li)论(lun)分析(xi)和(he)(he)物(wu)理(li)设计,与(yu)团队(dui)成(cheng)员于(yu)2018年4月(yue)和(he)(he)2019年12月(yue)在清华大(da)学加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)(qi)实验(yan)室汤姆逊散射(she)源束线上(shang)开(kai)展高梯(ti)度级联太(tai)(tai)(tai)赫(he)兹(zi)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速实验(yan)。研(yan)(yan)究(jiu)团队(dui)采用(yong)(yong)灵(ling)巧(qiao)的(de)(de)(de)(de)双束实验(yan)方案(如图(tu)2所(suo)示),利用(yong)(yong)驱(qu)动(dong)(dong)电(dian)(dian)子(zi)束基于(yu)相(xiang)(xiang)干渡越(yue)辐射(she)(coherent transition radiation,CTR)产生强太(tai)(tai)(tai)赫(he)兹(zi)脉冲,在太(tai)(tai)(tai)赫(he)兹(zi)介质管加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)(qi)中(zhong)对(dui)(dui)后续(xu)跟随的(de)(de)(de)(de)超短电(dian)(dian)子(zi)束进行两(liang)级同(tong)步加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速。该方案利用(yong)(yong)同(tong)源的(de)(de)(de)(de)驱(qu)动(dong)(dong)激光在加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速器(qi)(qi)束线上(shang)同(tong)时产生强太(tai)(tai)(tai)赫(he)兹(zi)波(132μJ)和(he)(he)超短的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)对(dui)(dui)论(lun)电(dian)(dian)子(zi)束(34.3 MeV,460fsFWHM)并保证了(le)二者(zhe)的(de)(de)(de)(de)天然的(de)(de)(de)(de)时间同(tong)步特性,使得强太(tai)(tai)(tai)赫(he)兹(zi)电(dian)(dian)场(1.1 GV/m)能(neng)够稳定(ding)的(de)(de)(de)(de)对(dui)(dui)相(xiang)(xiang)对(dui)(dui)论(lun)电(dian)(dian)子(zi)束进行同(tong)步加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速。经过不断调试和(he)(he)优化(hua),研(yan)(yan)究(jiu)团队(dui)成(cheng)功的(de)(de)(de)(de)实现了(le)太(tai)(tai)(tai)赫(he)兹(zi)波对(dui)(dui)相(xiang)(xiang)对(dui)(dui)论(lun)电(dian)(dian)子(zi)束的(de)(de)(de)(de)级联加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速,观测(ce)到了(le)清晰的(de)(de)(de)(de)全束团加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速现象,所(suo)实现的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速梯(ti)度(155 MV/m)和(he)(he)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)速能(neng)量(204 keV)相(xiang)(xiang)较于(yu)当前世界上(shang)已报道的(de)(de)(de)(de)结(jie)果提高了(le)一个量级(如图(tu)3、4)。

图3 单(dan)级太(tai)赫(he)兹加(jia)速实验结果

图4 级联太赫兹加速实验(yan)结(jie)果

相(xiang)关成果发表在在《自(zi)然(ran)·光子学(xue)(xue)》(Nature Photonics)上,论(lun)文题为“相(xiang)对论(lun)电(dian)子束的高(gao)梯度级联(lian)太(tai)赫(he)(he)兹加(jia)(jia)速”(Cascaded high-gradient terahertz-driven acceleration of relativistic electron beams)。《自(zi)然(ran)·光子学(xue)(xue)》的评(ping)审(shen)人对该研究(jiu)成果高(gao)度评(ping)价,认为这是“太(tai)赫(he)(he)兹加(jia)(jia)速领域(yu)(yu)内里程碑式的突破”。这一(yi)研究(jiu)成果是太(tai)赫(he)(he)兹加(jia)(jia)速领域(yu)(yu)中的重大(da)技(ji)术(shu)突破,验(yan)(yan)(yan)(yan)证了太(tai)赫(he)(he)兹加(jia)(jia)速技(ji)术(shu)走向高(gao)能的技(ji)术(shu)可行(xing)性,有望将(jiang)大(da)型加(jia)(jia)速器缩小(xiao)到(dao)普通(tong)实验(yan)(yan)(yan)(yan)室规模甚至(zhi)桌面规模。目前,清(qing)华大(da)学(xue)(xue)工程物理(li)系正在积极(ji)开展和推(tui)动全(quan)光太(tai)赫(he)(he)兹加(jia)(jia)速实验(yan)(yan)(yan)(yan)平台的理(li)论(lun)研究(jiu)和物理(li)设计工作,致力于建设世界(jie)一(yi)流的太(tai)赫(he)(he)兹加(jia)(jia)速实验(yan)(yan)(yan)(yan)及应(ying)用研究(jiu)平台。

清(qing)华(hua)大(da)学工(gong)程(cheng)物(wu)理(li)系2016级(ji)博(bo)(bo)士(shi)生(sheng)胥汉勋为论文的(de)(de)第一(yi)作(zuo)者,清(qing)华(hua)大(da)学工(gong)程(cheng)物(wu)理(li)系黄文会教(jiao)(jiao)授为通(tong)讯(xun)作(zuo)者。参加该工(gong)作(zuo)的(de)(de)还有工(gong)程(cheng)物(wu)理(li)系的(de)(de)颜立(li)新(xin)副(fu)教(jiao)(jiao)授、杜应超副(fu)教(jiao)(jiao)授、李任恺教(jiao)(jiao)授、施嘉儒副(fu)教(jiao)(jiao)授、唐传(chuan)祥教(jiao)(jiao)授以(yi)及工(gong)程(cheng)物(wu)理(li)系2017级(ji)博(bo)(bo)士(shi)生(sheng)田其立(li)、2016级(ji)博(bo)(bo)士(shi)生(sheng)梁一(yi)凡和2018级(ji)博(bo)(bo)士(shi)生(sheng)顾绍弘。该研(yan)究得到了国家自然学科基(ji)金和挑战计划的(de)(de)支持。

(责任编辑:河池(chi)高(gao)中(zhong)信息技术社)

------分隔线----------------------------
xml地图 | sitemap地图
英雄联盟
分享到:QQ空间新浪微博腾讯微博人人网微信
名侦探柯南 炉石传说长安汽车 爸爸的好儿子 富豪界的终极内卷 凡人修仙传 1921 哥斯拉大战金刚 张哲瀚 非必要不进出瑞丽 河北连发三个红色预警 光年之外我的世界 cba直播 雅阁 万古神帝 明星大侦探 炉石传说长安汽车 里约奥运会开幕式 全国水果价格下降2032奥运会主办地 小马宝莉 迪丽热巴 心动的信号 三生三世十里桃花 你是我的姐妹 日本男乒全军覆没 江西一村全年无蚊重庆发现吃虫植物 我们的新时代 赵云 周杰伦 盗御马 逆战 炉石传说长安汽车 网恋被骗八百多万 不说再见 路虎赵丽颖 奔跑吧 解放军报 蔡徐坤 奔跑吧 美国暴发超级真菌 庆余年 庆余年 凯迪拉克 卫河决口合龙成功我和我的祖国 爱情公寓开门大吉 5号线跪地救人的试工医生被录用 陈情令 你的婚礼 穿越火线姐妹俱乐部 天使与龙的轮舞 用尽我的一切奔向你 沃尔沃 向往的生活第四季 吴亦凡解约 蔡徐坤 东京奥运第一首国歌是中国的 易烊千玺 | 下一页
Baidu
sogou
百度 搜狗 360