美国斯坦福国家加速器实验室团队创造了有史以来最高电流、最高峰值功率的拍瓦级电子束。这束电子脉冲持续时间仅千万亿分之一秒，却携带了惊人的10万安培电流。这项突破性的成果有望为科学家揭示真空本质提供新工具，相关论文已在最新一期《物理评论快报》杂志上发表。

团队在加速器内成功发射了一条仅1毫米长的电子束，通过真空腔室内的无线电波进行加速。然而，由于电子束内部的能量分布不均，出现了“啁啾”现象。为了解决这一问题，团队巧妙地使用磁铁让电子束进行快速偏转，实现从前到后的压缩，从而提高了电子束的整体能量。

进一步地，团队添加了另一块磁铁，使电子束与光交换能量，加剧了“啁啾”现象。通过让电子束在加速器内往返多次，每次都会让电子束功率更高，持续时间更短。这种反复的加速—压缩循环最终产生了仅0.3微米长的超强电子束，也就是拍瓦级电子束。

拍瓦级电子束在多个领域具有广泛应用前景。例如，斯坦福国家加速器实验室内的直线加速器相干光源，可以利用这种更短、更强大的电子束来变得更加明亮，为探测化学过程提供全新手段。此外，超强电子束还可用于产生等离子体，模拟接近光速从恒星爆炸中发射出的物质和辐射射流。

更重要的是，拍瓦级电子束有望揭示真空的本质。如果电子束产生的电场足够强大，可能会将粒子-反粒子对从真空中撕裂出来，这是量子物理学预测但从未被直接观察到的一种现象。团队正计划进一步冲击百万安培级电子束，以实现这一科学目标。

（文章来源：科技日报）