日前,北京大学物理学院颜学庆教授/马文君研究员团队近期在激光加速重离子领域获得紧张进展。他们行使人工设计的双层纳米靶材,获得了能量高达580兆电子伏特(MeV)的碳离子,将飞秒激光加速重离子能量记录进步了两倍。相干效果以“ Laser Acceleration of Highly Energetic Carbon Ions Using a Double-Layer Target Composed of Slightly Underdense Plasma and Ultrathin Foil”为题发表在物理评论快报上(Physical Review Letters 122,014803 (2019))。
高能重离子在肿瘤治疗、生物辐照、核物理与核能等领域有着广泛的用途。行使超强飞秒脉冲激光加速重离子一向是激光加速领域的难点。之前的大量实验研究中,通常只能获得最高能量为几兆电子伏特每核子(MeV/u)的重离子。而在雷同条件下,质子可被加速至近百兆电子伏特,远高于重离子。这是由于,要有用加速重离子,必要将其在加速初始阶段就电离到高电荷态注入到加速场中,并且保持充足长的加速时间。一样平常情况下,这两点很难同时实现。马文君研究员团队在前期工作的基础上(PRL 115, 064801 (2015),PRL 113, 235002 (2014),Adv Mater 21(5),603 (2009),Nano Lett 7(8), 2307(2007)),设计并制备出了一种由超薄超低密度碳纳米管泡沫与类金刚石纳米薄膜组成的双层复合靶材,成功地同时实现了这两个条件。复合靶材在超强飞秒脉冲激光作用下,位于类金刚石纳米薄膜中的碳离子,先后经历了光压电离注入与长达数百飞秒的鞘场加速两个过程,最终速度达到了光速的30%。这是首次行使超短脉冲在实验中实现了重离子的级联加速。
本研究效果(☆)与已有重离子加速实验效果汇总。
他们的理论与数值模仿工作注解,这种高效的加速方案也适用于金、钍、铀等重离子。在现有激光条件下,可产生能量为数十兆电子伏特每核子、密度为传统束流10亿倍的高能高密度重离子束流。这种高能高密度重离子束团将为超重元素合成、短寿命核素加速、温稠密物质等温加热等紧张物理难题的解决提供新的方案,将为科学前沿领域及新兴交叉学科的迅猛发展带来新的机遇。
马文君研究员为论文第一作者与通信作者。颜学庆教授与韩国基础科学研究所的Nam,Chang Hee教授为共同通信作者。论文重要作者还包括陈佳洱院士、贺贤土院士、M. Zepf教授、J. Schreiber教授、Kim,I Jong教授、林晨研究员、卢海洋研究员和余金清博士等。该项目得到国家庞大科技基础设施培育项目(2017ZF22)、科技部庞大仪器专项、国家天然科学基金重点项目、核物理与核技术国家重点实验室和北京市杰出青年科学家等项目的支撑。
相干文章:Phys. Rev. Lett. 115, 064801 (2015)
编辑:凌薇
责编:白杨
下一篇::物理评论快报报道刘运全教授和龚旗煌院士等关于双指针阿秒钟的研究新进展
- 不忘初心 用青春写就红色记忆中间戏剧学院组织师生观看电影古田军号
- 物理学院颜学庆卢海洋团队提出激光驱动光子对撞机的新方案
- 人民医院纪立农团队糖尿病分型研究成果在柳叶刀子刊发表
- 物理评论快报报道刘运全教授和龚旗煌院士等关于双指针阿秒钟的研究新进展
- 城环学院刘鸿雁课题组在天然•通信发文报导极端湿润天气对森林生产力的补偿效应
- 新材料学院潘锋教授团队在Chem. Comm.上发表关于固态锂电池界面工程研发进展的封面文章
我有话说
成人高考
- 湖南成人高考,湖南成人高考报名
- 河北成人高考,河北成人高考报名
- 北京成人高考,北京成人高考报名
- 天津成人高考,天津成人高考报名
- 山西成人高考,山西成人高考报名
- 内蒙古成人高考,内蒙古成人高考报名
- 辽宁成人高考,辽宁成人高考报名
- 吉林成人高考,吉林成人高考报名
- 黑龙江成人高考,黑龙江成人高考报名
- 上海成人高考,上海成人高考报名
- 江苏成人高考,江苏成人高考报名
- 浙江成人高考,浙江成人高考报名
- 安徽成人高考,安徽成人高考报名
- 福建成人高考,福建成人高考报名
- 江西成人高考,江西成人高考报名
- 山东成人高考,山东成人高考报名
- 河南成人高考,河南成人高考报名
- 湖北成人高考,湖北成人高考报名
- 广东成人高考,广东成人高考报名
- 海南成人高考,海南成人高考报名
- 重庆成人高考,重庆成人高考报名
- 四川成人高考,四川成人高考报名
- 贵州成人高考,贵州成人高考报名
- 云南成人高考,云南成人高考报名
- 西藏成人高考,西藏成人高考报名
- 陕西成人高考,陕西成人高考报名
- 甘肃成人高考,甘肃成人高考报名
- 青海成人高考,青海成人高考报名
- 宁夏成人高考,宁夏成人高考报名
- 新疆成人高考,新疆成人高考报名
- 广西成人高考,广西成人高考报名
最新文章
- 1不忘初心 用青春写就红色记忆
为庆祝中国共产党成立98周年、中华人民共和......
- 2物理学院颜学庆卢海洋团队提
日前,北京大学物理学院颜学庆教授和卢海洋研......
- 3人民医院纪立农团队糖尿病分
日前,国际权威杂志《柳叶刀》糖尿病与内分泌......
- 4物理评论快报报道刘运全教授
原子分子内电子运动的时间尺度约在阿秒(10-......
- 5物理学院颜学庆马文君团队行
日前,北京大学物理学院颜学庆教授/马文君研......
推荐文章
热门文章
- 1北大深圳研究生院新材料学院发表
可充电锂离子电池因其具备高的功率密度在能...
- 2城环学院生态系博士生在Ecology
8月8日,北京大学城市与环境学院生态系博士生...
- 3广东省纳米微米材料研究重点实验
广东省纳米微米材料研究重点实验室近期在国...
- 4工学院郭少军团队在Advanced Mat
近日,北京大学工学院郭少军团队在燃料电池高...
- 5生科院蒋争凡课题组连发两篇文章
近日,国际著名免疫学术期刊PLOSPathogens和...