作者:曼努埃尔·格尼达，SLAC国家加速器实验室 SLAC科学家发明了一种铜加速器结构，可以使未来用于放射治疗的x光激光和加速器更加紧凑
它将太赫兹辐射送入一个微小的空腔，将粒子提升到巨大的能量
该图显示了结构的一半，空腔位于圆圈区域
插图:腔的一部分的扫描电子显微镜图像，它是3
5毫米长，最窄处280微米宽
学分:克里斯·皮尔森/埃米利奥·纳尼/SLAC国家加速器实验室 粒子加速器产生高能电子束、质子和离子，应用范围很广，包括能照亮自然界亚原子成分的粒子对撞机、在化学反应过程中拍摄原子和分子的x光激光以及治疗癌症的医疗设备
根据经验，加速器越长，威力越大
现在，由美国能源部SLAC国家加速器实验室的科学家领导的一个团队发明了一种新型的加速器结构，在给定的距离内，其能量增益是传统加速器的10倍
这可以使给定应用程序使用的加速器缩短10倍
《应用物理快报》最近的一篇文章中描述了这项技术背后的关键思想，即利用太赫兹辐射来提高粒子能量
在今天的加速器中，粒子从射频场中获取能量，并将其送入特定形状的加速器结构或空腔中
每个空腔在给定的距离内只能提供有限的能量提升，因此需要很长的空腔串来产生高能束
太赫兹和无线电波都是电磁辐射；它们各自的波长不同
因为太赫兹波比无线电波短10倍，太赫兹加速器中的空腔也可以小得多
事实上，这项研究中发明的那个只有0
2英寸长
建造这些微小空腔结构的一个主要挑战是非常精确地加工它们
在过去的几年里，SLAC团队开发了一种方法来做到这一点
他们没有使用传统的将多层铜堆叠在一起的工艺，而是通过加工两半并将它们粘合在一起来构建微小的结构
这种新结构产生的粒子脉冲比传统铜结构产生的粒子脉冲短一千倍，可以用来产生脉冲频率更高、在给定时间内释放更多能量的光束
接下来，研究人员计划将这项发明转化为电子枪——一种可以为发现科学产生异常明亮的电子束的设备，包括下一代x光激光器和电子显微镜，它们可以让我们实时看到自然在原子水平上是如何工作的
这些光束也可以用于癌症治疗
实现这一潜力还需要进一步开发太赫兹辐射源，并将其与先进的加速器集成，如本研究中描述的加速器
由于太赫兹辐射具有如此短的波长，其源的开发特别具有挑战性，目前几乎没有可用的技术
SLAC的研究人员正在研究电子束和基于激光的太赫兹产生，以提供将他们的加速器研究转化为未来现实应用所需的高峰功率
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