Forskere har med succes bygget en partikelaccelerator på en siliciumchip

(Neil Sapra)

Partikelacceleratorer Ligesom Large Hadron Collider (LHC) er utroligt nyttige – og normalt utroligt enorme – instrumenter til at studere nogle af grundelementerne i partikelfysikken. Men nu er det lykkedes forskerne at klemme en på en siliciumchip.

Den er ikke nær så kraftfuld som de større versioner, som man kunne forvente, men den nye partikelacceleratorchip kan stadig være meget nyttig for forskere, der ikke er i stand til at få adgang til gigantiske partikelacceleratoropsætninger.

Selvom denne første model kun er en prototype, håber holdet bag den, at det er et første skridt mod at levere et mere kompakt alternativ til de velkendte massive partikelacceleratorer, herunder LHC og SLAC National Accelerator Laboratory .



'De største acceleratorer er som kraftige teleskoper' siger elektroingeniør Jelena Vuckovic , fra Stanford University. 'Der er kun få i verden, og videnskabsmænd skal komme til steder som SLAC for at bruge dem.'

'Vi ønsker at miniaturisere acceleratorteknologi på en måde, der gør det til et mere tilgængeligt forskningsværktøj.'

For at opnå dette vendte forskerne sig til de meget kortere bølgelængder af lasere i stedet for den konventionelle mikrobølgeacceleration, der bruges ved SLAC.

De skåret en kanal på nanoskala ud af silicium - mindre end bredden af ​​et menneskehår - forseglede det i et vakuum og drev derefter elektroner gennem det ved hjælp af impulser af infrarødt lys (silicium fremstår gennemsigtigt til infrarøde lysstråler).

Forskerne brugte, hvad de beskriver som en 'omvendt' tilgang til at designe partikelacceleratoren, idet de først fandt ud af, hvor meget lysenergi de ønskede at levere, og arbejdede derefter baglæns for at skabe strukturer i nanoskala, der er i stand til at levere den.

Mens laseracceleration er blevet prøvet før, er det første gang, at forskere har været i stand til at få et helt acceleratorsystem bygget i så lille et rum, delvist på grund af computeralgoritmerne, der hjalp med designet af opsætningen.

(Sapra et al/Science)

'Du skal ikke kun demonstrere evnen til at koble laserlyset til elektronerne i disse meget små strukturer, men du skal generere elektronerne og få dem også transmitteret af kanalen,' fortalte fysiker Robert Byer fra Stanford University. Sophie Bushwick kl Scientific American .

Den gode nyhed er, at dette skulle føre til billigere og lettere adgang til teknologien for forskere, som derefter kan anvende den i en række forskellige scenarier, der dækker kemi, biologi og materialevidenskab. Dem bag undersøgelsen har sammenlignet det med, at hjemme-pc'en erstatter mainframe-computere, der plejede at optage hele rum.

Forskningen er publiceret i Videnskab .

Populære Kategorier: Ukategoriseret , Natur , Fysik , Mening , Tech , Plads , Mennesker , Forklarer , Miljø , Samfund ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.