【物理科学】実験室内でのX線加速

レーザープラズマ加速を用いて、2ギガ電子ボルト（GeV）のエネルギーの電子が初めて生成された。この結果は、レーザーを利用した卓上粒子加速器の開発に向けた重要な一歩といえる。卓上粒子加速器があれば、実験室内でX線を生成できるようになるのだ。現在のところ、X線の生成は大型施設で行われている。

粒子加速器は、さまざまな科学分野で重要な技術であることがわかっており、特に粒子加速器によって生成されるX線は、生物学、化学、材料の研究に利用できる。しかし、そのために通常用いられるシンクロトロンや線形加速器は、国立の大型施設に設置され、キロメートルという長さスケールになっている。これに対して、レーザープラズマ加速器は、わずか数センチメートルの長さで、シンクロトロンの場合と同等のエネルギーに電子を加速できる。レーザープラズマ加速では、強力なレーザーパルスを用いてプラズマ中に電場を発生させ、この電場によって、電子が高速、高エネルギーに加速される。これまでのところ、測定されたエネルギーの最高値は、約1 GeVだった。 今回、Michael Downerたちは、新しい高出力レーザー技術を利用して、達成可能なエネルギー値を2 GeVまで高めた。そして、加速された電子のエネルギー幅は非常に狭く、狭帯域のX線の生成に適している。この新たなシステムで達成された実験パラメーターは、卓上型X線源や次世代の粒子衝突型加速器に適合している。

doi: 10.1038/ncomms2988

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