欧核中心开机测试粒子加速新概念 粒子加速器有望“瘦身”为桌面大小

据欧洲核子研究中心(CERN)官网消息，近日，该机构的高级尾场实验(AWAKE)迎来了第一批质子束，该研究旨在验证一种新型粒子加速概念。如果一切进展顺利，科学家们有望将粒子物理学实验的规模削减至目前的百分之一，未来我们或许能看到桌面大小但功能仍然强大的粒子加速器。

新的粒子加速概念是指由一束质子驱动的等离子体尾场能给带电粒子加速。测试用的质子束源自CERN的超质子同步加速器，目的是对质子束线的各个零件以及磁铁进行检查。质子束必须沿着质子束线行进800米，然后通过10米的等离子体设备，接着再沿几个探测器行进。该项目负责人艾德·格斯切文德特纳表示：“当我们首次发射质子束沿着质子束线到达实验区域时，它立刻撞上了最后一个探测器，证明了我们的计算方法和装置的可行性。现在能继续进行下一阶段的试运行工作。”

目前的加速器都是“庞然大物”，比如，大型强子对撞机(LHC)的直径超过8千米;斯坦福的线性加速器约3.2千米长。为了让粒子获得更大的速度，传统对撞机的解决办法是加长隧道。但AWAKE实验采用一种全新的方法，让粒子可以在更短时间内获得更高的速度。据《自然》杂志一篇文章介绍，粒子在相同距离获得的速度能达到传统对撞机的1000倍。

AWAKE实验的“秘密武器”是“尾场加速”，这一概念于上世纪70年代问世。美国斯坦福的线性加速器实验室和布鲁克海文国家实验室以及CERN都在研究这一概念。

AWAKE目前仍处于建设阶段，等离子体或要到2018年才能填满。AWAKE团队希望于今年年底开始收集物理学数据，接下来，他们打算将这一实验的所有设备和装置，包括激光器和整个等离子体设备等确定下来。CERN表示，如果这一设备能工作，这将意味着未来的线性对撞机可能更短，桌面大小的加速器甚至也有望成为现实。