Acceleratorul de particule mai subțire decât un fir de păr care va ajuta medicina

Oamenii de știință au ajuns la performanța de a crea un accelerator de particule mai subțire decât un fir de păr, care se potrivește pe vârful unui ac.

Noua realizare a oamenilor de știință impresionează, în primul rând, prin dimensiunea sa: măsoară doar 30 de microni, echivalentul la aproximativ jumătate din grosimea unui fir de păr uman.

Acceleratorul face parte dintr-un efort mai amplu. Prin intermediul acestui accelerator de particule, speră să dezvolte un dispozitiv de tipul un „accelerator pe un chip”. Aceasta este o clasă de acceleratoare de particule miniaturizate, cu o gamă largă de aplicații potențiale în știința materialelor, chimie și medicină.

Mașinăria în miniatură cunoscută sub numele de accelerator dielectric cu laser (DLA) ar putea conduce la dezvoltarea unor versiuni mai ieftine și mai compacte care funcționează a căror energie s-ar măsura în megaelectronvolți (MeV). Aceste instrumente includ aparate cu raze X, dispozitive de radiații pentru tratamente pentru cancer și echipamente de scanare la nivel industrial, printre multe altele.

Ce poate face noul design de accelerator de particule

Noul prototip este dezvoltat de echipa lui Neil Sapra, din cadrul Stanford University. În esență, acest nou design ar putea fi treptat amplificat la o capacitate MeV și ar putea accelera particulele până la aproximativ 94% din viteza luminii.

Cercetătorii au reușit să realizeze această descoperire printr-o tehnică numită „abordare de inversare fotonică a designului. Acest lucru înseamnă că design-ul acceleratorului a fost generată de un computer care a folosit algoritmi de optimizare pentru a ține cont de comportamentul luminii în structurile la scară nano.

Ca dimensiune, la extrema cealaltă, cel mai mare accelerator de particule din lume se numește Large Hardon Collider. În esență, este o structură care se întinde pe o suprafață uriașă, de peste 27 de kilometri. De asemenea, construirea și întreținerea sa au costat în total câteva miliarde de dolari.

Echipa lui Sapra crede că va dura între cinci și zece ani pentru a construi acel prototip. În final, ar putea reduce costurile și crește precizia pentru mai multe domenii, în special pentru medicină.