作用原理

伽马光子对撞机可以利用传统加速器与高能高频率激光发生逆康普顿散射，进而使高亮度的伽马光束相互碰撞。

与高能伽马光子对撞机相比，低能伽马光子对撞机也具有独特的物理学意义。例如，量子场论在100年前就已提出，但至今仍未得到直接实验验证。而MeV量级的伽马光子对撞机可以为验证量子场论提供独特的平台。此外，伽马光子对撞机建成后可进行全新的实验，并有可能产生全新的科学发现。1

技术难点

一方面，激光技术发展水平不成熟，这种技术直到近几年才得以满足伽马光子对撞机的要求。另一方面，伽马光子对撞机的概念提出后，科学家首先想到建设高能伽马光子对撞机，而这种对撞机的建设基础是能区在80—120GeV（10亿电子伏特）的高能电子加速器，后者哪怕在今天的技术条件下，预计依然需要20年才能实现。1

研究现状

中国粒子物理科学家组成的“伽马光子对撞机研究小组”，共同提出了MeV（百万电子伏特）量级的低能伽马光子对撞机建设方案。他们认为，这种对撞机在现有激光技术和粒子加速器的基础上就能实现。根据伽马光子对撞机研究小组的设计方案，建设世界首台低能伽马光子对撞机，占地仅500平方米，建造成本预计1亿到2亿元，3到5年便能建设完成。

虽然中国建设世界首台伽马光子对撞机的技术条件基本成熟，但其中存在的挑战不容忽视。难题之一是，上述设计方案需要双束激光和双束电子同时到达两个精确位置并发生相撞，这需要皮秒量级的同步技术。尽管目前国内最好的同步技术已高于皮秒量级，但仅应用于单束激光和单束电子相撞，应用于双束激光和双束电子相撞还需大量技术验证。1

参考资料