Bemutatták a világ első miniatűr részecskegyorsítóját

A most kifejlesztett és sikerrel tesztelt, ún. nanofotonikus elektrongyorsítók akkorák, mint egy számítógépes chip, és lézereket használnak az elektronok felgyorsítására. A kutatók óriási lépést tettek a részecskegyorsítók miniatürizálása és ezzel például high-tech rákkezelő egészségügyi eljárások kifejlesztése felé.

Az ilyen fejlesztések ugyanakkor nemcsak az egészségügyben, hanem ipari és kutatás-fejlesztési területeken is érdekesek lehetnek a jövőben – vallják a német Friedrich-Alexander Egyetem (FAU) és a brit Stanford Egyetem lézerfizikai kutatói. A csapat a világon először demonstrált működés közben egy nanofotonikus elektrongyorsítót, és meggyőződéssel jelentette ki a Science Daily-ben, hogy „a mindennapi életünk során egyre nagyobb valószínűséggel találkozunk a jövőben ilyen megoldásokkal, például orvosi képalkotó eljárások vagy a daganatok kezelésére szolgáló kemoterápia során”.

Amikor az emberek meghallják, hogy részecskegyorsító, akkor a legkevésbé sem egy apró eszközre gondolnak, hanem például a genfi CERN monumentális, 27 kilométer hosszú hadronütköztetőjére. Pedig éppen az ekkora méretű eszközök a ritkák, és világszerte zajlanak kísérletek nanofotonikus gyorsítók létrehozására – áll a kutatók cikkében. A két egyetem erőfeszítéseinek hála olyan apró szerkezetben is végrehajtható elektrongyorsítás, ami csupán 0,5 milliméter hosszú, míg a csatorna, amelyen a részecskék áthaladnak, csupán 225 nanométer széles.

„Ezzel a technikával már nemcsak az elektronok vezetése, hanem azok gyorsítása is sikerült nanoméretű szerkezetekben. 12 kiloelektronvolt energiát nyertünk, ami 43 százalékkal több, mint korábban” – magyarázza Stefanie Kraus, a tanulmány egyik szerzője. Egy másik kutató, Leon Brückner hozzátette: bár ez sokak számára nem hangzik nagy eredménynek, „a gyorsítófizika területén hatalmas sikernek számít”.

Ez a demonstráció csak a kezdet. A FAU és a Stanford új célja az, hogy az energia és az elektronáram nyereségét akkora mértékben növeljék, amivel egy chipre épített részecskegyorsító is elegendő forradalmi orvosi alkalmazások kifejlesztéséhez.

Gábor János, Okosipar.hu