科学家们通过在欧洲高性能计算联合项目提供的超级计算机上运行先进的计算机模拟，研究了等离子体中准粒子的独特性质。他们建议使用准粒子来制造与目前最先进的光源一样强大的光源，但要小得多。来源:Bernardo Malaca

准粒子看似不顾物理规律的特性，可以应用于从无损成像到计算机芯片制造的各种领域。

一个国际科学家团队已经开始了一项任务，旨在重塑辐射物理学的基本原理，以开发超亮光源。在《自然光子学》杂志上发表的一项新研究中，来自葡萄牙高级tsamicnico研究所(IST)、罗切斯特大学、加州大学洛杉矶分校和法国光学应用实验室的研究人员提出了使用准粒子制造与当今最先进光源一样强大的光源的方法，但要小得多。

准粒子的力量

准粒子是由多个电子同步运动形成的显著实体。有趣的是，它们可以以无与伦比的速度运动，甚至超过光速，并且可以承受类似于黑洞附近的异常强烈的力量。

“准粒子最吸引人的地方在于，它们能够以控制单个粒子的物理定律所不允许的方式运动，”激光能量学实验室的资深科学家、机械工程系助理教授、光学研究所副教授约翰·帕拉斯特罗(John Palastro)说。

先进研究和潜在应用

Palastro和他的同事们通过在欧洲高性能计算联合项目提供的超级计算机上运行先进的计算机模拟，研究了等离子体中准粒子的独特性质。他们看到了准粒子光源的前景，包括扫描病毒的非破坏性成像、了解光合作用等生物过程、制造计算机芯片以及探索行星和恒星中物质的行为。

“灵活性是巨大的，”IST的博士生、该研究的主要作者贝尔纳多·马拉斯卡说。“尽管每个电子都在进行相对简单的运动，但所有电子的总辐射可以模拟比光或振荡粒子更快的粒子运动，即使局部没有一个电子比光或振荡电子更快。”

优于当前光源的优点

基于准粒子的光源可能比现有的光源有明显的优势，比如自由电子激光器，它既稀少又巨大，对大多数实验室、医院和企业来说都是不切实际的。根据这项研究中提出的理论，准粒子可以在很短的距离内产生令人难以置信的明亮光，这可能会在全球实验室中引发广泛的科学和技术进步。

参考文献:“等离子体准粒子加速器的相干性和超辐射”，作者:B. Malaca, M. Pardal, D. Ramsey, J. R. Pierce, K. Weichman, I. a . Andriyash, W. B. Mori, J. P. Palastro, R. a . Fonseca和J. Vieira, 2023年10月19日，《自然光子学》。DOI: 10.1038 / s41566 - 023 - 01311 - z