Este acelerador de partículas encaja en la cabeza de un pasador – TechCrunch


Si no sabe nada más sobre los aceleradores de partículas, probablemente sepa que son grandes, a veces millas de largo. Pero un nuevo enfoque de los investigadores de Stanford ha llevado a un acelerador más corto de extremo a extremo que un cabello humano ancho.

La idea general detrás de los aceleradores de partículas es que son una larga línea de emisores de radiación que golpean la partícula objetivo con radiación en el momento exacto para impulsarla un poco más rápido que antes. El problema es que dependiendo de la radiación que use y la velocidad y la energía resultante que desee producir, estas cosas pueden obtener muy grande, muy rápido

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Eso también limita sus aplicaciones; No puede colocar exactamente un acelerador de partículas en su laboratorio o clínica si tienen medio kilómetro de largo y requieren megavatios para funcionar. Algo más pequeño podría ser útil, incluso si no estuviera cerca de esos niveles de potencia, y eso es lo que estos científicos de Stanford se propusieron hacer.

"Queremos miniaturizar la tecnología del acelerador de manera que sea una herramienta de investigación más accesible", explicó Jelena Vuckovic, líder del proyecto. en un comunicado de prensa de Stanford

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Pero esto no fue diseñado como un acelerador de partículas tradicional como el Gran Colisionador de Hadrones o uno en el Laboratorio Nacional de Aceleradores de SLAC. En lugar de diseñarlo de abajo hacia arriba, alimentaron sus requisitos a un "algoritmo de diseño inverso" que producía el tipo de patrón de energía que necesitaban de los emisores de radiación infrarroja que querían usar.

Esto se debe en parte a que la radiación infrarroja tiene una longitud de onda mucho más corta que algo parecido a las microondas, lo que significa que los mecanismos en sí mismos pueden hacerse mucho más pequeños, tal vez demasiado pequeños para diseñar adecuadamente la forma habitual.

La solución del algoritmo a los requisitos del equipo condujo a una estructura inusual que se parece más a una prueba de Rorschach que a un acelerador de partículas. Pero estas burbujas y canales están contorneados con precisión para guiar el pulso de la luz láser infrarroja de tal manera que empujan los electrones a lo largo del centro hasta una proporción significativa de la velocidad de la luz.

El "acelerador en un chip" resultante tiene solo unas pocas docenas de micrones de ancho, lo que lo hace más pequeño que un cabello humano y es más que posible apilar unos pocos en la cabeza de un alfiler. Un par de miles de ellos, de verdad.

Y eso será tome un par de miles para que los electrones alcancen los niveles de energía necesarios para ser útiles, pero no se preocupe, eso es parte del plan. Los chips están completamente integrados, pero se pueden poner en serie fácilmente para crear ensamblajes más largos que producen mayores potencias.

Estos no competirán con aceleradores de tamaño macro como el SLAC o el Gran Colisionador de Hadrones, pero podrían ser mucho más útiles para la investigación y las aplicaciones clínicas donde no se requieren niveles de potencia que destruyan el planeta. Por ejemplo, un acelerador de electrones del tamaño de un chip podría dirigir la radiación hacia un tumor quirúrgicamente en lugar de a través de la piel.

El trabajo del equipo se publica hoy en un artículo en la revista Science.

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