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图片来源：《自然·光子学》

科技日报记者 张梦然

一个国际科学家团队正在重新思考辐射物理学的基本原理，旨在创造超亮光源。在《自然·光子学》上发表的一项新研究中，葡萄牙里斯本高等理工学院、美国罗切斯特大学、加州大学洛杉矶分校和法国光学应用实验室的研究人员，提出了使用准粒子产生光源的方法，其与当今最先进的光源一样强大，但体积规模却要小得多。

准粒子是由许多同步运动的电子形成的。它们可以任何速度移动，甚至比光还快，并能承受类似黑洞附近的强大力量。

准粒子最令人着迷的是，它们能以控制单个粒子的物理定律所不允许的方式移动。团队通过在欧洲高性能计算联合项目提供的超级计算机上运行模拟，研究了等离子体中准粒子的独特性质。他们看到了基于准粒子的光源的应用前景，包括用于扫描病毒的无损成像、了解光合作用等生物过程、制造计算机芯片以及探索行星和恒星中物质的行为。

研究人员表示，尽管每个电子执行相对简单的运动，但所有电子的总辐射可模拟比光速运动更快的粒子的辐射，即使局部没有一个电子比光或振荡电子更快。

基于准粒子的光源可能比现有形式（如自由电子激光器）具有明显的优势，因为自由电子激光器稀缺且规模巨大，这使得它们对于大多数实验室、医院和企业来说不切实际。根据新研究提出的理论，准粒子可在传播距离很短的情况下产生令人难以置信的明亮光，这可能会引发全球实验室广泛的科技进步。

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你可以想象把大量粒子组成的固体、液体或等离子体，放在极端温度和压强下，然后将整个系统描述为一种实体，这就是准粒子。准粒子不是像光子、电子和中子那样的真正粒子，但它们有自己的功能特性，其中之一就是能够在没有净电荷的情况下传输能量，这意味着可以用准粒子产生高效能的光发射系统；同时，它作为许多同步运动粒子组成的整体，能实现单个粒子不能为之的移动方式，譬如说更快，或者更“强悍”。

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