天博最小粒子加速器可以放进笔尖里—新闻—科学网
来源：天博企业
发表时间:
2024-04-06
日前，德国埃尔兰根-纽伦堡年夜学的研究职员打造出一个长度仅为0.2毫米的粒子加快器，是迄今为止同类装备中最小的，以至小到可以装于笔尖里。该粒子加快器是第一个可以或许孕育发生倏地且聚焦精良的电子束的微型加快器，可以将电子加快到每一秒10万千米，无望运用在医学范畴。相干研究结果近日揭晓在《天然》。
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微小粒子加快器的侧视图。
图片来历：Tomá? Chlouba, Roy Shiloh, Stefanie Kraus, et al.
年夜型强子对于撞机或者医疗举措措施顶用在医治癌症的粒子加快器，年夜多哄骗电场以及磁铁加快电子等粒子，这些电场凡是是由无线电波孕育发生，其波长以米或者厘米为单元。埃尔兰根-纽伦堡年夜学的Peter Ho妹妹elhoff以及互助者选择使用一种差别的电磁波“光”来加快粒子，这类电磁波的波长要短患上多，只要几百纳米。这使患上他们可以或许将加快器的尺寸从几千米宽缩小到一毫米如下。
为了打造它，研究职员使用了数千根2微米高的硅柱，并将它们摆列成两条平行线，每一条线长0.2�첩毫米。为了运转加快器，他们从上方将激光照射到这条柱状“跑道”上，同时从侧面注入电子。来自激光的光波与柱体彼此作用孕育发生电磁场，使电子堆积于一路造成狭小的束。这些粒子团以每一秒10万千米的速率加快穿过布局。
该团队测验考试于“跑道”上增长更多柱体。当他们打造出一个0.5毫米长的版本时，发明可以以更倏地度加快电子，使电子携带的能量增长43%。Ho妹妹elhoff说，这注解加快器是可扩大的，可以于连结充足小的同时变患上更强盛，也能够集成于芯片上，以至可以间接集成于光纤结尾。
美国加州年夜学洛杉矶分校的Pietro Musumeci说，以前虽然已经经制作了一些微型加快器，但这是第一个不只可以加快电子，还可以将它们限定于一个相对于狭小的光束顶用在科学试验的装备。
今朝，这类新装备给电子的能量只要年夜型加快器的百万分之一。但Ho妹妹elhoff说，可能有措施提高每一个电子的能量。他以为用一种叫做熔融二氧化硅的博璃质料建造这些柱领会有帮忙，这类质料可以蒙受更强的激光。
Ho妹妹elhoff说，科学家于20世纪60年月初次提出使用光来紧缩加快器，但其时项目上的应战使其难以实行。
“咱们终极可以缩小加快器，而且可以将它们放进笔尖，可以思量为大夫提供新的医治东西或者为生物试验室提供小型消毒东西。”Ho妹妹elhoff说。
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06602-7
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