國家科學家團隊提出：準粒子驅動超亮光源新思路

據科技日報，近日，一個國際科學家團隊正在重新思考輻射物理學的基本原理，旨在創造超亮光源。該光源可用于從無損成像到芯片制造等各種應用。本文對此進行了簡單介紹。

由準粒子驅動的超亮光源藝術想象圖。圖片來源：《自然-光子學》

在《自然-光子學》上發表的一項新研究中，葡萄牙里斯本高等理工學院、美國羅切斯特大學、加州大學洛杉磯分校和法國光學應用實驗室的研究人員，提出了使用準粒子產生光源的方法，其與當今最先進的光源一樣強大，但體積規模卻要小得多。

準粒子是由許多同步運動的電子形成的。它們可以任何速度移動，甚至比光還快，并能承受類似黑洞附近的強大力量。

準粒子最令人著迷的是，它們能以控制單個粒子的物理定律所不允許的方式移動。團隊通過在歐洲高性能計算聯合項目提供的超級計算機上運行模擬，研究了等離子體中準粒子的獨特性質。他們看到了基于準粒子的光源的應用前景，包括用于掃描病毒的無損成像、了解光合作用等生物過程、制造計算機芯片以及探索行星和恒星中物質的行為。

研究人員表示，盡管每個電子執行相對簡單的運動，但所有電子的總輻射可模擬比光速運動更快的粒子的輻射，即使局部沒有一個電子比光或振蕩電子更快。

基于準粒子的光源可能比現有形式（如自由電子激光器）具有明顯的優勢，因為自由電子激光器稀缺且規模巨大，這使得它們對于大多數實驗室、醫院和企業來說不切實際。根據新研究提出的理論，準粒子可在傳播距離很短的情況下產生令人難以置信的明亮光，這可能會引發全球實驗室廣泛的科技進步。