“等离子体尾场加速就像冲浪，”CERNAWAKE加速器研发项目负责人EddaGschwendtner说道。AWAKE已准备好于7月31日开始使用全新的等离子源进行第二阶段的数据采集。虽然未来的各种对撞机提案旨在增加加速器的尺寸以增加粒子的能量，但AWAKE将有助于解决相反的问题：如何缩小粒子加速器的尺寸，同时仍然获得更高的能量，使用一种新的方法加速粒子。

“想象一艘船在湖上，冲浪者在等待波浪。船经过冲浪者并产生波浪，冲浪者在波浪上跳跃并得到加速。我们在等离子体尾场加速中做了同样的事情。我们有等离子体(湖))，其中光束(船)驱动波浪，然后我们在波浪上注入粒子(冲浪者)以加速，”Gschwendtner在她的TEDxCERN演讲中解释道。

等离子体尾场是一种由穿过等离子体的粒子产生的波。AWAKE从超级质子同步加速器(SPS)发送质子束通过等离子体细胞以产生这些场。第二束——“见证”电子束(冲浪者)——然后被尾场加速，获得高达几千兆伏的能量。为了努力证明等离子体尾场加速相对于射频腔等传统技术的优势，AWAKE实施了新的等离子体源原型和方法。

AWAKE的新型铷蒸气等离子体源长10米，与之前运行中使用的类似，但这次它引入了密度步骤，可以获得更强的尾场。这种新型等离子体源被分成多个部分，这些部分的温度可以沿着源的整个长度独立控制。

几个月前，旧的等离子源从隧道中拆除，以迎接升级版本，该版本是由德国慕尼黑马克斯·普朗克物理研究所和英国莱特设计公司联合开发的。这也提供了一个独特的机会来测试另一个原型：放电等离子体源，由葡萄牙里斯本IST和欧洲核子研究中心的真空、表面和涂层小组开发。在CERN第三次长时间关闭后，放电等离子体源是AWAKE运行的潜在候选者。它有可能扩大到10米以上，但不需要达到传统加速器技术所需的数十公里规模。

“等离子体源越长，见证光束的能量就越高，”真空、表面和涂层小组的应用物理学家AlbanSublet在谈到可扩展等离子体源的优势时说道。“我们设法在使用放电等离子体源的测试过程中进行各种测量，例如，我们研究了不同的气体(例如氦气或氙气)、不同的气压和不同的等离子体长度如何影响质子束和尾场。”

铷蒸气源和放电等离子体源都旨在实现相同的等离子体特性，但方式不同：铷源通过激光电离，放电等离子体源通过不同气体中的脉冲直流(DC)放电。得益于其清晰的科学路线图，AWAKE已经取得了长足的进步，并展望了未来十年的第一个粒子物理应用。

“AWAKE实验于2016年开始，前两年是概念验证。我们成功地证明，我们确实可以使用SPS的质子束来驱动10米长等离子体源中的尾场。我们还成功地将电子加速到非常高的能量。我们对此感到非常高兴，”Gschwendtner说。“现在我们正在进入实验的下一阶段，我们希望证明我们可以将电子加速到高能量并控制光束质量。这非常重要，因为这是我们真正的加速器所需要的。”

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：等离子体体源等离子