【2017年整理】赝火花放电产生的异常加速高能粒子.pdfVIP

　第 15 卷 　第 11 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 15 ,No. 11 　 　2003 年 11 月 HIGH POWER LASER AND PARTICL E BEAMS Nov. ,2003 　 文章编号 : (2003) 赝火花放电产生的异常加速高能粒子 1 ,2 1 3 文雄伟 , 　江兴流 , 　雷锦志 ( 1. 北京航空航天大学 理学院, 北京 100083 ; 2 . 清华大学 机械学院, 北京 100084 ; 3. 清华大学 数学科学系 , 北京 100084) 　　摘 　要 : 　在赝火花放电过程中观察到异常加速的高能粒子 ,利用分析磁铁证实了这一物理现象。对照超 快激光打靶产生的数百 MeV 量级的脉冲离子束 , 以及类星体涡旋结构产生超高能准直宇宙射线等现象,作者 提出用涡旋动力学产生的挠场轴向加速来解释这些发生在不同物质运动层次的异常加速现象。阐述了集体场 或尾场加速理论在解释这种理论时的不足之处。 　　关键词 : 　赝火花 ; 　电子束 ; 　涡旋结构 　　中图分类号 : 　TB872 　　　　文献标识码 : 　A 　　在赝火花放电实验装置中 ,我们观察到异常加速的高能粒子。这种粒子沿赝火花电子束前向约 40°角分 ( ) 布 ,利用分析磁铁证实了这一物理现象。对于超快激光 持续时间为 fs 量级 打靶产生的数百 MeV 的离子脉 冲[1 ] ,及类星体涡旋结构产生超高能宇宙射线等异常加速现象[2～3 ] ,有共同的涡旋动力学起因 ,而宏观涡旋动 力学与微观粒子的自旋产生的效应 ,可用挠场理论加以解释[4 ] 。文中也讨论了现存的集体场或尾场加速理论 在解释这些现象时的不足之处[5 ] 。 1 　实验研究 　　我们采用多极板赝火花放电室 ,在气体压力约 13Pa 的条件下 ,外加电压 52kV 时产生脉冲宽度约为 10 - 8 s 的高功率脉冲电子束 ,对距离电子束源约 40mm 的固体变色片进行轰击。采用分析磁铁对电子束中粒子的能 量分布进行分析 ,分析磁铁为自己绕制的 500 匝电磁铁 ,通电电流为 500mA , 间隙处磁场范围约为 5mm × 5mm ,磁场强度约为 85m T 。图 1 为实验原理图 ,并联电容为 550p F ,分析磁铁距固体靶的距离 L 为 31mm 。 ( ) 　　然后使用 4 × XJB1 型 金相显微镜对样品的轰 击区进行观察 ,发现这样的现象 : 电子束经过分析磁铁 后 ,轰击区呈扇形 ,在扇形的中心处有一击穿孔 , 围绕 击穿孔的局部区域颜色较深 ,说明有较多的粒子轰击 到此处 ;而远离击穿孔的三角形区域顶端及底边颜色 较浅 ,较少受到粒子轰击。 　　由带电粒子在磁场中偏转的角度及斑点位置 ,可 以计算出粒子束的能量分布。 2 　理论分析 Fig. 1 　Experiment setup for electron beam energy distribution study 2 . 1 　计算高能粒子所具有的能量 图 1 　测量电子束能量分布实验装置图 　　高能电子束从多极板赝