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科学家利用石英芯片和激光技术制造微型粒子加速器  借助激光和“芯片上的加速器”设计理念，科学家将能在鞋盒大小的区域进行实验，用于探索平行宇宙和搜寻“上帝粒子”。图中是三个“芯片上的加速器”。  高能粒子加速器能够搜寻微型黑洞，因此被认为是探索“多宇宙”迹象的关键。如果科学家能够以预测的能量在加速器中探测到微型黑洞，就可以证明多维度的存在，并延伸推断平行宇宙的存在。 长久以来，物理学家一直致力于粒子加速器实验，以探索从先进医学技术到物质新形态等各种新事物。然而，粒子加速器庞大沉重且造价高昂，如欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机重约38000吨，且深埋于地下，长达27公里，令研究人员难以接触使用。近日，戈登和贝蒂-摩尔基金会向斯坦福大学科学家捐赠了1350万美元，用于设计打造一个微型粒子加速器。据称，在未来五年内，一个通过国际合作完成的原型将能产生微型加速器的能量，大小相当于医院放射机器所产生的能量。不过研究人员表示，最终还是会增大这种微型加速器的规模，以媲美当今全球最强大的粒子加速器。 最近几个月来，欧洲粒子物理研究所大型强子对撞机一直在高强度运作，搜寻微型黑洞。高能粒子加速器能够搜寻微型黑洞，因此被认为是探索“多宇宙”迹象的关键。如果科学家能够以预测的能量在加速器中探测到微型黑洞，就可以证明多维度的存在，并延伸推断平行宇宙的存在。欧洲粒子物理研究所科学家默-法伊扎尔解释说：“打个简单的比方，纸张是拥有长宽的二维物体，而许多平行的纸张叠在一起，就以高度的形式存在于三维的平行世界中。我们预测，引力能够渗入另一个维度。如果预测无误的话，我们就能在大型强大对撞机中生成微型黑洞。”如今，大型强子对撞机的创记录高能量使得搜寻这些微型黑洞成为可能，并可追踪到消失在黑洞中的能量引力。然而，新的彩虹理论认为，拥有不同能量的粒子将面临不同的时空和不同的引力场，这或许可以解释大型强子对撞机至今仍未发现微型黑洞的原因。  粒子加速器庞大沉重且造价高昂，如欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机重约38000吨，且深埋于地下，长达27公里，令研究人员难以接触使用。  斯坦福研究小组将找到最佳方法干扰芯片中的激光功率，产生电子并引导其运动，将电子束直径缩小1000倍。SLAC国家加速器实验室及其它两个国家实验室将致力于该合作项目研究。 在过去75年中，粒子加速器一直是科学家在物理、化学、生物和制药等领域的一项重要研究工具，它们能够解密先进医药技术，帮助科学家进一步了探究原子的内部工作原理。然而，受限于庞大的体积和高昂的造价，粒子加速器不易被科学家广泛使用。欧洲粒子物理研究所研究人员表示，探测器可对大型强子对撞机中飞出的数十亿粒子进行追踪，因此有望发现除长度、宽度、深度和时间之外维度的蛛丝马迹。 目前，粒子加速器均使用微波驱动粒子，因为微波拥有较长波长且发散空间广泛。在新的实验中，科学家用激光代替微波照射一块石英玻璃芯片，这样激光会与显微镜通道中的皱褶相互作用。美国SLAC国家加速器实验室物理学家乔尔-英格兰德是该五年项目的成员之一，他表示：“既然微芯片产业可以改革计算机，或许我们也能如此改革粒子加速器。缩小粒子加速器就是令它们变得体积更小，造价更低廉，一旦成功，加速器将变得平民化。”在实验中，这种相互作用产生一个电场，提高经过电子的能量，这些电子以前在高能粒子加速器中都是被加速到接近光速。实验显示，在给定距离范围里，芯片能实现的能量提升比SLAC直线加速器还要高出10倍。德国埃尔朗根-纽伦堡大学科学家研究发现，激光可被用来加速较低能的电子，这些低能电子以前在加速器中未被提升到最大速度。利用这种技术，科学家可将加速器芯片组合起来，足球场那么长的芯片就能替代长2英里(约合3219米)的直线加速器相干光源。如此一来，科学家将有望缩小下一代对撞机，如计划中的日本国际直线对撞机，以进行物质新形态的探索。 该国际合作项目集合了加速器物理学、激光物理学、纳米光子学和纳米制造领域的世界知名专家，由斯坦福大学、SLAC国家加速器实验室，以及埃尔朗根-纽伦堡大学等全球多个实验室及大学合作，致力研发新一代“桌面型”粒子加速器。斯坦福大学应用物理学家罗伯特-拜尔表示：“激光能够以阿秒量级加速电子，所用时间相当于电子绕行原子核的时间。借助这种精确方法，研究人员将能够对原子中电子的环绕进行摄像，以便我们观测电子的移动与结合。” 分享到：
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ka2012 2015-12-05 23:38关注高科技。