近日，科学家成功研发出全球首台纳米光子电子加速器（NEA）。该设备结合了粒子加速和横向束约束技术，可在225nm宽的通道中，将电子加速并引导超过500μm的距离。这台NEA由一个小型微芯片组成，内部装有数千个单独的“柱子”，研究人员可以通过向这些柱子发射微型激光束来实现电子的加速。
研究团队表示，在实验中观察到的最大相干能量增益为12.3keV，相当于从最初的28.4keV增加到40.7keV，能量增加了43%。
这款NEA的主加速管长约0.02英寸（0.5毫米），仅为欧洲核子研究组织大型强子对撞机(LHC)长度的5400万分之一。此外，其微小隧道内部宽度仅为225纳米左右，而人类头发厚度约为80000至100000纳米。
这项科研项目由德国埃尔朗根-纽伦堡大学、以色列耶路撒冷希伯来大学和德国马克斯•普朗克光科学研究所共同推进。根据国家纳米技术研究所的数据，这一突破性的发现有望带来新的应用场景，并在今后的研究中发挥重要作用。
论文地址：Chlouba, T., Shiloh, R., Kraus, S. et al. Coherent nanophotonic electron accelerator. Nature 622, 476–480 (2023). doi:10.1038/s41586-023-06602-7
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