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高電荷態(tài)離子廣泛存在于自然界中，離子與原子分子的碰撞是自然界中物質(zhì)相互作用的主要微觀過程之一。如太陽風(fēng)中的高電荷態(tài)離子吹向地球在南北極與大氣作用形成極光，人類正在開展的磁約束聚變和慣性約束聚變的等離子體中同樣存在高電荷態(tài)離子與原子分子的碰撞過程。實(shí)驗(yàn)室中研究高電荷態(tài)離子與原子分子的作用過程有助于理解自然現(xiàn)象，有助于更好地操控聚變等離子體。同時(shí)這些碰撞過程的研究也是我們理解原子分子等多體動(dòng)力學(xué)演化過程的重要途徑。因此，具有一定能量的高電荷態(tài)離子在原子分子物理研究中占有重要地位。而在實(shí)驗(yàn)室中獲得一定能量的高電荷態(tài)離子并不容易，在早期，只能通過價(jià)格高昂的大型加速器獲得，且能量遠(yuǎn)高于自然界中的高電荷態(tài)離子。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，今天我們已經(jīng)能夠建立加速電壓在幾千伏到十幾萬伏的高電荷態(tài)離子物理平臺(tái)，用以產(chǎn)生與天體等離子體和實(shí)驗(yàn)室等離子體中類似的高電荷態(tài)離子。技術(shù)方案是把離子源安裝在一個(gè)高電壓平臺(tái)上，經(jīng)過加速管把束流引到處于地電位的束流線中，然后電磁鐵對(duì)束流進(jìn)行電荷態(tài)選擇，用于相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)。
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