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如果仅仅一个粒子加速器不足以达到预期的结果，为什么不将两个加速器结合起来呢？慕尼黑LMU高级激光应用中心（CALA）物理学家领导的一个国际团队实施了这一想法。它结合了两种基于等离子体的电子加速方法，即激光驱动尾场加速器（LWFA）和粒子束驱动尾场加速（PWFA）。通过这种组合，物理学家们实现了电子束比仅使用单个等离子体加速器更好的稳定性和更高的粒子密度。因此，这一创新概念为基于等离子体的粒子加速开辟了新的前景。
基于等离子体的尾流场加速被认为是下一代粒子加速器的热门候选。在这种机器中，强烈的驱动力通过离子和自由电子的粒子混合物，称为等离子体。该驱动器要么是强烈的激光脉冲，要么是由高能粒子组成的短而非常强烈的脉冲，它会取代阻挡它的等离子体电子。
类似于湖上的船，移位的物质会在驾驶员身后流回其初始位置。在驱动器后面产生的尾流上，电子可以依次冲浪，并在几毫米内达到千兆电子伏特范围内的能量。然而，由于巨大的加速场，这些等离子体加速器很难驯服。
CALA激光物理学家现在已经通过实验证明，通过结合激光驱动和电子束驱动等离子体加速器，可以实现比单个激光驱动加速器级更高的稳定性和粒子密度。在这种“混合”方法中，具有高峰值电流的电子束在第一个激光驱动尾场加速器中产生。
这些电子作为后续粒子驱动尾场加速器的驱动器，在尾场加速器中电子再次被加速。新产生的电子束的稳定性要高得多，因为第二加速器级对驱动器不可避免的波动不太敏感。因此，混合方法结合了等离子体加速器的两种互补驱动器类型的优点。
所产生的电子束的稳定性和高电荷密度是通过各种机制产生明亮X射线的基本前提。一方面，窄带、低发散电子束非常适合通过汤姆逊背散射产生硬X射线，可用于医学成像。
另一方面，高光束质量应能实现具有挑战性的新型应用，如基于等离子体的自由电子激光器（FEL）。这种FEL辐射将来可以用于研究具有原子空间和时间分辨率的固体中的超快现象。
这项研究发表在《物理评论X》杂志上。
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