Akceleratorek na terahercach

Akcelerator cząstek elementarnych o długości ok. 1,5 cm i grubości 1 mm – taka konstrukcja jest możliwa, co udowodnił Franz Kärtner wraz z zespołem, który zbudował prototyp takiego urządzenia w swoim laboratorium w Massachusetts Institute of Technology (MIT). O osiągnięciu poinformowało czasopismo naukowe „Nature Communications.”

Miniaturyzacja czegoś, co zwykle kojarzy się z pokaźnymi rozmiarami, była możliwa dzięki zastosowaniu fal w zakresach terahercowych zamiast tradycyjnych częstotliwości radiowych. Fale w tych zakresach są ok. tysiąc razy krótsze niż w częstotliwościach stosowanych zwykle w akceleratorach cząstek. I jak wyjaśnia w publikacji Kärtner, „wszystko może być w związku z tym 1000 razy mniejsze.”

W miniaturowym akceleratorze elektrony emitowane do „rurki” przyspieszane są za pomocą fal elektromagnetycznych o częstotliwościach terahercowych. Pierwszy prototyp potrafi zwiększyć energie cząstek o siedem kiloelektronowoltów (keV). Mikro-akcelerator spełnia funkcję demonstracyjną – pokazuje możliwość wykorzystania terahercowych zakresów fal do budowy supermocnych akceleratorów liniowych w przyszłości. Technika ta może również znaleźć zastosowanie w budowie mocnych i niewielkich laserów rentgenowskich.