“原子加速”是指利用电场、磁场、激光光压、微波或等离子体等手段,使原子或离子获得加速的过程与技术。
除了传统大型带电粒子加速器外,现代研究更侧重于对中性原子的精细操控,如利用光学晶格、磁光捕获(MOT)与受控激光推力产生狭能谱、高相干性的原子束。
原子加速在原子干涉、精密测量、时间频率基准、材料表面处理、同位素制备及肿瘤离子放疗等方面具有广泛应用价值。
例如,紧凑型离子加速器可用于局部放疗与同位素生产;原子干涉仪则能用于重力测量与地下探测。
当前面临的挑战包括束流亮度与能谱控制、空间电荷和相互作用引起的发散、系统复杂性与成本问题。
展望未来,超快激光驱动的微型加速结构、集成化芯片级加速器以及与量子态控制技术的结合,可能带来更小体积、更高效率和更精确的原子加速器,推动基础物理、量子传感与医工领域的深度融合与创新发展。