Akcelerator cząstek, który zmieści się na chipie

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda i Narodowego Laboratorium Akceleratorów SLAC zbudowali układ krzemowy, który potrafi przyspieszać elektrony za pomocą lasera w zakresie podczerwieni, dostarczającego impulsów energetycznych. Osiągane prędkości wiązki cząstek stanowią jedynie ułamek tego, co udaje się uzyskać w dużych akceleratorach, ale zasada działania jest taka sama.

W pracy opublikowanej w styczniowym wydaniu "Science" zespół kierowany przez Jelenę Vučković objaśnia, w jaki sposób wycięto w krzemie nanoskalowy kanał, uszczelniono go w warunkach próżni i przepuszczano przez niego elektrony. Impulsy światła podczerwonego - dla którego krzem jest tak przezroczysty jak szkło do światła widzialnego - były przekazywane przez ścianki kanału, by przyspieszać te elektronowe wiązki.

Akcelerator na układzie scalonym zademonstrowany w "Science" jest na razie prototypem. Vučković podkreśla jednak, że techniki projektowania i produkcji mogą być skalowane w taki sposób, aby dało się uzyskać przyspieszenia wiązki wystarczające do przeprowadzania zaawansowanych eksperymentów w dziedzinie chemii, materiałoznawstwa i nauk biologicznych, bez konieczności korzystania z mocy potężnego akceleratora.

- Pokazujemy m.in., jak można dostarczyć promieniowanie elektronowe bezpośrednio do guza nowotworowego, nie naruszając zdrowej tkanki - wyjaśnia współautor publikacji Robert Byer, który prowadzi także międzynarodowy program badań nad "akceleratorem na chipie" (ACHIP).