美国田纳西大学诺克斯维尔分校的一个研究小组，在美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)里使用散裂中子源(SNS)直线加速器(linac)的复制品，首次对高能加速器中的粒子流进行了全面的六维(6D)测量。
本次测量的细节发表在近期《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。这将让科学家们更好地认识全世界现有的和正在计划建造的加速器，并将提升加速器的性能。
ORNL加速器研究部门主管兼德州大学(UT)教授Sarah Cousineau表示，他们的目标是更好地了解粒子流的物理特性，以改进加速器的工作方式。而与之相关的部分工作是在6D空间中全面描述或测量粒子流。这在以前还从未做过。
6D空间与3D类似，但在x、y和z轴上包含有3个额外的座标，以追踪目标的运动或速度。“我们立刻发现，粒子流在6D空间中的复杂结构，你在5D以下是看不到的—一层又一层，复杂地纠结在一起。” Cousineau说：“测量也揭示出，粒子流的结构与其强度直接有关，随着强度的增加，结构就变得更为复杂。”
作为提高SNS功率输出的努力的一部分，ORNL的物理学家使用粒子流测试设备来调试新的射频四极场，这是位于直线加速器前端组件上的第一个加速元件。在美国国家科学基金会(NSF)的资助下，UT使用的粒子流测试设备具备了最先进的6D测试性能。
科学家们的最终目标是建立整个粒子流的模型，包括减少所谓的束晕，也就是当粒子到达粒子流外部顶端后被丢失而造成的粒子损失。他们表示，目前最直接的挑战是要找到有足够能力的软件工具，以分析6D测量在35小时内产生的大约500万个数据点。
Cousineau认为，粒子流的6D测量研究，在帮助科学家们分析是否需要建造能达到数百兆瓦级的加速器这一问题上，起到了关键作用。他们将在接下来的十年里对此展开研究，而SNS比世界上的其它任何设施都更适合于这项工作。
