以北京大學(xué)顏學(xué)慶副教授、郭之虞教授、陳佳洱院士和中科院物理所、上海交通大學(xué)的盛政明教授為主的研究小組最近在強(qiáng)場物理－激光加速帶電粒子領(lǐng)域取得了新的進(jìn)展，該工作已發(fā)表在今年4月3日出版的美國《物理評論快報(bào)》（Physical Review Letters 100, 135003 (2008)）上。 
  
    常規(guī)粒子加速器由于存在電場擊穿的限制，加速梯度低于100MV/m，所以隨著粒子能量的增加，加速器的長度和體積變得越來越龐大。例如，美國斯坦福大學(xué)的直線型電子加速器SLAC可以把電子加速到100GeV的能量，其長度長達(dá)3km；而即將要建造的國際直線對撞機(jī)ILC，為了把電子束加速到TeV能量，其長度達(dá)35km。由于傳統(tǒng)加速器的局限性及其高昂的造價(jià)，在過去的幾十年里物理學(xué)家一直在探索新的粒子加速原理，其中一種設(shè)想是利用強(qiáng)激光來加速離子。但目前國際上的激光加速離子實(shí)驗(yàn)研究中，離子能量增益僅在數(shù)十MeV，而且能散大束流品質(zhì)差。 
  
    顏學(xué)慶副教授等的研究發(fā)現(xiàn)，超短超強(qiáng)激光與固體靶相互作用時(shí)存在一種穩(wěn)相加速機(jī)制，如果激光歸一化光強(qiáng)強(qiáng)度a與靶的面密度相當(dāng)時(shí)，激光可以如常規(guī)加速器一樣對離子進(jìn)行加速和縱向聚束，從而可以產(chǎn)生高品質(zhì)的高能單色離子。這對激光離子加速器走向?qū)嶋H應(yīng)用將產(chǎn)生重要影響。例如，用一個(gè)高功率的激光器和固體靶組成的激光加速器有可能加速得到200MeV以上的單能質(zhì)子束，它將有可能用于癌癥治療。 
  
    該工作得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（10455001、10605003、10425416、10674175）、國家高技術(shù)慣性約束核聚變委員會（National High-Tech ICF Committee in China）項(xiàng)目和科技部973項(xiàng)目的支持。