2014年11月《自然》杂志内容精选

高效等离子体尾场加速器

本期封面所示为一个高效等离子体尾场加速器的模拟图，具有两束结构的一个电子束从左上向右下穿过等离子体。利用由无线电波产生的电场在高能前沿工作的粒子对撞机从大小和成本来说正在接近可行性的极限，但还有其他加速方法可以用来建造这种费用较低、尺寸较小的装置。等离子体尾场加速器(在其中，一个电子束通过让其在被另一个电子束激发的一个等离子体波上“冲浪”而被加速)有望能够在仅仅几厘米距离内实现千兆电子伏特级别的能量增益，这样一个能量增益若用传统加速器则需要几百米距离。以前，这种方法只被用来每次加速数量非常少的电子。现在，在美国SLAC国家加速器实验室的“先进加速器实验测试装置”(FACET)工作的研究人员，以对于一个等离子体加速器来说前所未有的效率实现了一次对大约5亿电子的加速。

这一成果可以说是用于从高能物理到医学和工业应用的费用可承受、尺寸比较小的加速器的开发中的一个里程碑。

封面图片：由加州大学洛杉矶分校的Weiming An和Frank Tsung利用QuickPIC模拟和VisIT可视化软件做成。