“微泡内爆”概念图 。 图片由大阪大学提供
【“微泡内爆”全新粒子加速机制被发现】日本大阪大学激光科学研究所村上匡且教授领导的研究小组公布 ， 他们发现了一种称为“微泡内爆”的全新粒子加速机制：向内含微米尺寸泡（球形空洞）的氢化合物外侧照射超高强度激光 ， 气泡在收缩到原子尺寸的瞬间 ， 发射出超高能量的氢离子（质子） 。
在这种机制中 ， 带正电荷的离子通过用1000亿摄氏度超高温的电子填充气泡 ， 从而产生强负静电力 ， 会向气泡中心呈球对称型加速 。 无数离子在球体中心的奇点处高速加速和碰撞 ， 理论上可以在仅数十个原子的纳米尺度极小空间内 ， 实现与白矮星内部相匹敌的高密度压缩 。 如果将物质压缩到前所未有的超高密度 ， 一块方糖大小的物质的重量可超过100公斤 。
此外 ， 研究人员发现这种气泡会以数十飞秒的周期重复收缩和膨胀 ， 当缩小到纳米尺寸并达到最大压缩的瞬间 ， 辐射出高能质子 ， 具有“纳米脉冲星”一样新奇的特征 。
如果用传统加速器 ， 高能粒子的加速距离需要数十米到数百米 。 这种纳米级正电荷辐射的惊人物理现象尚属首次发现 。 在这种现象中 ， 起决定性作用的是与宇宙大爆炸完全相反的特异运动 ， 即带电离子缩小到空间中的一个点 ， 并以大约一半光速的超高速碰撞——这与迄今为止发现和预测的所有加速原理在本质上完全不同 。
该研究成果的意义在于 ， 通过研究纳米与飞秒这种极小和极短的现象 ， 不仅有助于阐明空间物理学上一些难解之谜 ， 例如在恒星和宇宙中交错飞行的高能粒子的起源 ， 还有望作为产生核聚变反应的小型中子源 ， 应用于医疗和工业中 。
研究成果于15日发表在英国网络杂志《科学报告》（Scientific Reports） 。 （采访人员 陈超）
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