背景技術：
高電荷態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相互作用的主要微觀過程之一。如太陽風中的高電荷態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離子與原子分子的碰撞過程。實驗室中研究高電荷態離子與原子分子的作用過程有助于理解自然現象，有助于更好地操控聚變等離子體。同時這些碰撞過程的研究也是我們理解原子分子等多體動力學演化過程的重要途徑。因此，具有一定能量的高電荷態離子在原子分子物理研究中占有重要地位。而在實驗室中獲得一定能量的高電荷態離子并不容易，在早期，只能通過價格高昂的大型加速器獲得，且能量遠高于自然界中的高電荷態離子。隨著技術的不斷進步，今天我們已經能夠建立加速電壓在幾千伏到十幾萬伏的高電荷態離子物理平臺，用以產生與天體等離子體和實驗室等離子體中類似的高電荷態離子。技術方案是把離子源安裝在一個高電壓平臺上，經過加速管把束流引到處于地電位的束流線中，然后電磁鐵對束流進行電荷態選擇，用于相應的物理實驗。