相干光源,如自由电子激光器,为生物学、化学和物理学的研究提供了明亮的光束,然而,增加这些光源的亮度需要越来越大的仪器,比如斯坦福大学的直线加速器相干光源有几公里长。如果能够克服这种规模化趋势,使大学、医院和工业实验室能够使用紧凑、明亮的光源,这将带来新的变革。鉴于此,来自里斯本大学高级技术学院的J. Vieira和B. Malaca等人通过重新思考辐射物理学的基本原理来解决这个问题。
文章要点:
1) 该研究的核心是引入基于准粒子的光源,这些光源依赖于发光电荷系综的集体和宏观运动,以对单个电荷来说是非物理的方式进化和辐射;
2) 此外,其基本概念允许在新的配置中实现时间相干性和超辐射,例如在等离子体加速器中,提供具有有特性和清晰实验特征的辐射,波长从太赫兹到极紫外,跨度近十个八度,准粒子方法的简单性使其适用于现有激光和加速器设施的实验演示,并且也远远超出了这种情况,扩展到其他场景,如非线性光学配置。
参考资料:
Malaca, B., Pardal, M., Ramsey, D. et al. Coherence and superradiance from a plasma-based quasiparticle accelerator. Nat. Photon. (2023).
10.1038/s41566-023-01311-z
https://doi.org/10.1038/s41566-023-01311-z