上海光機所正電子加速研究獲進展

2020-12-05 騰訊網

近日，中國科學院上海光學精密機械研究所強場雷射物理國家重點實驗室在正電子加速研究中取得進展，研究團隊首次提出利用相干渡越輻射加速正電子，得到了準單能的高品質正電子源，相關成果發表在《通訊-物理學》（Communications Physics）上。

利用雷射尾場加速電子研究中，目前實驗室可獲得的最高電子能量為7.8 GeV。然而，對於電子的反物質-正電子，利用尾場對其加速面臨較為嚴峻的挑戰，正電子通常需要預先產生並注入到尾場中，且更關鍵的是會遇到散焦問題的困擾。研究團隊提出了一個集正電子產生、注入和加速於一體的新方案。該方案分為三個階段：首先利用雷射與氣體靶作用通過尾場加速得到大電荷量小發散角的高能電子束；然後利用該電子束與銅靶作用，通過Bethe-Heitler（BH）過程產生大量的正負電子對；第三個階段則是電子從銅靶後表面逸出時會產生非常強的相干渡越輻射場，該渡越輻射場能夠捕獲正電子，並使其獲得長距離加速。模擬結果顯示，相干渡越輻射場能達到10 GV/m的水平，且經過400 mm的加速，正電子的能量峰值為500 MeV，能散為24.3%，截止能量為1.5 GeV。同時，在加速過程中外加了30 T的縱向磁場進一步約束電子和正電子。該方案為獲得高能正電子源提供了新方法。

研究工作得到科技部、中科院戰略性先導科技專項（B類）、中科院科學裝備研究計劃和國家自然科學基金的支持。

（a）正電子加速方案示意圖，（b）電子能譜，（c）正電子能譜

來源：上海光學精密機械研究所

相關焦點

  • 正電子加速研究獲進展
    近日，中國科學院上海光學精密機械研究所強場雷射物理國家重點實驗室在正電子加速研究中取得進展，研究團隊首次提出利用相干渡越輻射加速正電子，得到了準單能的高品質正電子源，相關成果發表在《通訊-物理學》（Communications Physics）上。
  • 高能量密度正電子源與雷射對撞機新方案
    每種基本粒子都有一個與之對應的反粒子，美國科學家卡爾·安德森於1932年利用雲室觀測到一種除電荷相反外其他性質與電子完全相同的粒子，這是人類首次實驗探測到反粒子——正電子。由於高能量密度正電子研究在軍事、材料、能源等科學領域具有重要戰略意義和應用前景，該領域已成為國際高能物理研究中的熱點和難點。愛因斯坦質能方程告訴我們，物質和能量可以相互轉化。
  • 動物所奇翅目Alienoptera昆蟲奇特交配行為研究獲進展
    動物所奇翅目Alienoptera昆蟲奇特交配行為研究獲進展 2018-01-26 動物研究所 【字體：大 中 小】
  • 前列腺癌正電子顯像劑的臨床研究及應用進展
    目前，臨床上有許多正電子顯像劑成功應用於各種腫瘤的成像，但在前列腺癌成像方面作用相對局限，隨著近年來新的放射性標記物不斷被引入臨床應用，PET/CT及PET/MR在前列腺癌診斷方面也不斷取得突破，展現出更廣闊的應用前景。
  • 中科院昆明動物所脊椎動物神經系統研究獲進展
    央廣網昆明10月11日消息（記者李健飛）近日，中國科學院昆明動物研究所神經發育與進化研究組在BMP信號傳導及脊椎動物早期神經發育研究中取得進展，首次揭示了脊椎動物中高度保守的小核蛋白ZC4H2調控BMP信號通路的分子機制及其在脊椎動物早期神經系統發育中的功能。
  • 水保所等在植被演替中有機質穩定性研究中獲進展
    近日，中國科學院水土保持研究所安塞水土保持綜合試驗站研究員劉國彬帶領的黃土高原生態修復科研創新團隊，在植被演替中有機質穩定性研究中取得進展，相關研究成果以Effects of natural vegetation restoration on dissolved organic matter
  • 地球附近存大量的正電子,這些正電子來源於脈衝星
    這些反物質是正電子，電子的反物質形式，來自太陽系以外的某處。」雙子座脈衝星是30萬年前雙子座超新星爆發的結果。它是一顆旋轉的中子星，以某種方式朝向地球，所以它的能量像一座掃射的燈塔一樣朝向我們。脈衝星被電子和正電子云所包圍，這是因為中子星有一個強烈的電磁場，是已知所有天體中最強的。
  • 開放光機合作,愛普生發布VM-40光機及BT-40 AR眼鏡
    在11月24日烏鎮網際網路大會上舉辦的愛普生OLED光學顯示模組產品宣講會上，第9款產品——AR光機VM-40以及使用了該光機的AR眼鏡BT-40正式發布。 這次愛普生不僅帶來了效果更好的光學模組及整機，針對發展迅速的中國市場，甚至打破傳統首次提出「科技+本地化」開放策略，與整機方案商合作開拓國內市場。
  • 俄羅斯科學家正研究熱核聚變的「失控」電子
    俄羅斯託木斯克理工大學（TPU）的科學家們與俄羅斯科學院西伯利亞分院強電流電子研究所的同事一起，研究了熱核聚變過程中形成的「失控」電子的輻射特徵。研究人員確定了不同輻射器中電子輻射的光譜角特徵，並開發了一種可靠的識別方法。
  • 助力中國載人深潛新紀錄——西安光機所參與「奮鬥者」號萬米海試...
    十二月一日，在西安光機所海洋光學技術研究室的實驗室內，吳國俊（中）正在指導科研人員進行相關設備測試。西安光機所相關負責人說。12月1日，記者來到西安光機所，探訪所內科研團隊參與「奮鬥者」號萬米海試的故事。攻關讓指甲蓋能承受一頭大象的重量自10月10日起，「奮鬥者」號赴馬裡亞納海溝開展萬米海試，成功完成13次下潛，其中8次突破萬米。
  • 動物所等在結晶樣視網膜變性病的基因治療研究中獲進展
    通過敲除小鼠中包含整個Cyp4v3（CYP4V2的小鼠同源基因）的完整基因座，中國科學院動物研究所研究團隊成功構建了Cyp4v3完全缺失的小鼠模型。進一步研究發現，高脂肪飼料餵養的Cyp4v3缺失小鼠模型，展現出眼底結晶和視力功能下降的雙重BCD疾病表型。作為六大營養物質之一，脂肪在日常飲食中無法避免。以上的研究結果表明，過高的脂類水平不僅是BCD疾病的異常表徵，還是能加速BCD疾病進程的危險因素。這提示了控制日常脂肪攝入，可能是改善BCD疾病護理、延緩疾病進程的重要手段。
  • 長春光機所與德國阿貝光子學中心聯合培養碩士生完成初選
    2015年12月，長春光機所與德國阿貝光子學中心籤署聯合培養碩士研究生合作協議，旨在鼓勵該所研究生出國深造，拓寬國際化視野，增強國際交流能力，同時加強長春光機所與德國阿貝光子學中心交流與合作。 　　2016年起，長春光機所每年將從一年級在讀碩士研究生中選拔部分同學與德國阿貝光子學中心聯合培養，選拔通過的同學將在德國完成1至2年的學習，留學期間長春光機所將給予每位同學一定數額的生活費補助。
  • 研究進展|中科院上海巴斯德研究所新型伊波拉疫苗和狂犬病疫苗研究...
    and rhesusmacaques」的研究成果。 針對以上問題，中科院上海巴斯德研究所周東明課題組經過多年努力，成功研製一種新型、高效的伊波拉疫苗。該疫苗已完成所有實驗室研究，正進一步向臨床推進。 該研究得到上海巴斯德研究所黃忠研究員、金俠研究員的大力支持與幫助。周東明課題組的楊茜博士為本文的第一作者。該研究得到中科院先導項目、國家基金委、科技部重點研發計劃等資助。
  • 包含了上海、無錫、嘉興……9個城市的上海大都市圈迎來新進展!
    上海大都市圈（1+8）範圍圖。「上海大都市圈規劃」 微信公眾號 　　「 　　雙循環」發展格局下 　　上海大都市圈迎來什麼新進展？ 　　「希望由9座城市組成的上海大都市圈能夠破解自身資源局限，加速優勢整合，共建卓越的全球城市區域，這是上海大都市圈的願景所在。」
  • 省原醫所腫瘤蛋白酶靶點PET顯像藥物研究再獲新成果
    >begin-->近期，省原醫所一項以天冬醯胺內肽酶為靶向的放射性氟標記探針研究工作取得新進展，用自主研製出的兩種探針18F-2和18F-3對腫瘤中的天冬醯胺內肽酶活性進行正電子發射斷層掃描成像（PET），證實其所具有的良好的特異性識別能力與檢測信號增強效果
  • 古脊椎所在侏羅紀蜥蜴研究中獲進展
    古脊椎所在侏羅紀蜥蜴研究中獲進展 2019-10-08 古脊椎動物與古人類研究所 【字體：大 中 小】 　　通過傳統古生物學手段和高精度平板CT掃描技術，研究人員詳細地與世界上其他侏羅世—白堊世的蜥蜴屬種進行對比，紅山蜥具有獨特的形態特徵組合，如其左右癒合的額骨明顯較長，後緣三叉，兩側的後突長且從外側卡住頂骨；頂骨短；頭骨上僅眼周和下顳處具有膜質骨板（osteoderms），前肢和後肢長。
  • 什麼是正電子?它與電子是如何作用的?
    只要您保存所有總量子數，就需要保存並遵守標準模型的粒子和相互作用所規定的規則，任何不被禁止的事物都將不可避免地以一定的有限概率發生。ESA的INTEGRAL衛星已經徹底測量了低能量正電子/電子湮滅的特徵信號，即511 keV光子線。
  • 物理所在本徵磁性拓撲絕緣體研究中獲進展
    近十幾年來，拓撲絕緣體已經成為凝聚態物理領域的一個重要研究方向。對於Z2拓撲絕緣體，其拓撲性質受到時間反演對稱性的保護。如果將Z2拓撲絕緣體的時間反演對稱性破壞，會形成一類新的拓撲態，即磁性拓撲絕緣體。磁性拓撲絕緣體可以表現出一系列新奇的物理性質，例如量子反常霍爾效應、手性馬約拉納費米子、軸子絕緣體等。
  • 提升科技「原創力」,上海是怎樣煉成的?
    提升科技「原創力」，上海是怎樣煉成的？　　國家自然科學獎獲獎項目代表著我國基礎研究的硬實力。2017年度，上海有6項成果獲得該獎項。值得注意的是，這些基礎研究不僅在「實驗室」端取得重大突破，而且在「市場」端實現社會效益，彰顯科技原創力「成色」。　　太陽能發電技術關鍵材料與器件的研發，既是全球科學探索的前沿，也是能源巨頭技術攻關的重點。
  • 武漢巖土所白鶴灘電站地下洞室群穩定性研究獲進展
    中國科學院武漢巖土力學研究所智能巖石力學組研究團隊聯合業主方和設計方，全過程（自工程可研階段2008年9月——地下洞室群土建工程2018年12月完工）負責了白鶴灘水電站左右岸地下洞室群穩定性控制研究，主要取得了三方面的研究成果： （1）柱狀節理巖體各向異性鬆弛力學特性與控制研究：通過現場調查、原位測試和結構面張量分析，揭示了白鶴灘柱狀節理巖體的幾何特徵和變形與強度橫觀各向同性特徵