《電子技術(shù)應(yīng)用》
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上海光機(jī)所超強(qiáng)超短激光成功產(chǎn)生反物質(zhì)

2016-03-11

     每一種粒子都有一個(gè)與之相對(duì)的反粒子,1932年由美國物理學(xué)家卡爾·安德森在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了電子的反粒子,即正電子的存在。1936年,安德森因發(fā)現(xiàn)正電子而獲得了該年度的諾貝爾物理獎(jiǎng)。反物質(zhì)研究在高能物理、宇宙演化等方面具有重要意義,同時(shí)也具有重要應(yīng)用,比如正電子斷層掃描成像(PET)在癌癥診斷等方面已廣泛應(yīng)用。

  上海光機(jī)所強(qiáng)場激光物理國家實(shí)驗(yàn)室利用飛秒拍瓦激光裝置和高壓氣體靶相互作用(如圖1),產(chǎn)生大量高能電子,高能電子和高Z材料靶相互作用,由 韌制輻射機(jī)制產(chǎn)生高強(qiáng)度伽馬射線,伽馬射線再和高Z原子核作用產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)。正電子譜儀經(jīng)過精心設(shè)計(jì),成功解決了伽馬射線帶來的噪聲問題,利用正負(fù)電子 在磁場中的不同偏轉(zhuǎn)特性,實(shí)驗(yàn)中在單發(fā)條件下就成功觀測到了正電子。這是我國首次報(bào)道利用激光產(chǎn)生反物質(zhì)。[PHYSICS OF PLASMAS 23, 033109 (2016)]

  上海光機(jī)所早在2001年就開始超強(qiáng)超短產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)的理論研究,提出利用強(qiáng)激光和納米薄膜靶相互作用產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)。[PHYSICAL REVIEW E 65 016405(2001)] 該工作在國際上得到了廣泛關(guān)注,3篇發(fā)表在REVIEWS OF MODERN PHYSICS(影響因子30)以及2篇發(fā)表在Plasma Phys. Rep的綜述文章都介紹了這一工作,同時(shí),有5篇發(fā)表在Phys. Rev. Lett.的論文引用了這一工作。

  超強(qiáng)超短激光產(chǎn)生的超快正電子源,在材料的無損探測等方面具有重大應(yīng)用。(強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

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圖1:超短超強(qiáng)激光產(chǎn)生正電子示意圖

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