利用激光尾场加速和X射线自由电子激光探测时空畸变

拍瓦级飞秒激光器和X射线自由电子激光器（XFEL）为空间和真空物理相关研究领域翻开了新篇章。这些新仪器可以探索的基本原理之一是等效原理，即引力与加速度应等价处理。如果该原理成立，则必然导致类似于霍金黑洞辐射的安鲁效应。该效应指出，以恒定加速度$w$运动的探测器会看到温度为$T_w=\hbar w/2\pi k_B c$的玻色子热浴。实际探测安鲁效应需要极强的加速度和快速的探测源。这里我们证明，利用高度加速电子的X射线散射可用于此类探测。我们提出了两种适用于安鲁效应的设计方案，用于在强激光脉冲辐照的欠稠密等离子体中产生高度加速系统。第一种是XFEL脉冲与强激光脉冲激发的等离子体波的汤姆孙散射。适当选择观测角度，使我们能够以合理的光子数将安鲁效应与正常多普勒频移区分开。第二种是由激光尾场加速的电子束团组成的系统，既作为源也作为探测器，它们在恒定加速参考系（林德勒空间）中运动，并由X射线自由电子激光脉冲探测。结果表明，光子数足以观察到可重复的结果。