Немецкие ученые из университета Фридриха-Александра Эрлангена-Нюрнберга (FAU) представили удивительное достижение в области физики элементарных частиц – самый маленький в мире ускоритель частиц, сообщает издание Space. Этот нанофотонный ускоритель электронов по размерам сопоставим с мелкой монетой и в 54 миллиона раз меньше своего гигантского “собрата” – Большого адронного коллайдера в Швейцарии.
Главной частью мини-ускорителя является ускорительная вакуумная трубка длиной всего 0,5 мм, внутри которой располагаются тысячи отдельных “столбов”. С помощью мини-лазерных лучей, направленных в эти столбы, ученые могут ускорять электроны. Внутренний диаметр вакуумной трубки составляет примерно 225 нанометров, что в разы меньше толщины человеческого волоса.
В отличие от Большого адронного коллайдера, создающего магнитное поле с помощью более чем 9000 магнитов для ускорения частиц до 99,9% скорости света, этот мини-ускоритель создает магнитное поле, направляя световые лучи на опоры вакуумной трубки. Этот метод увеличивает энергию электронов, но создаваемое энергетическое поле значительно слабее по сравнению с Большим адронным коллайдером.
С помощью этого устроиства исследователи смогли ускорить электроны от 28,4 килоэлектронвольт до 40,7 кэВ, что составило прирост примерно на 43%. Это стало первым успешным запуском нанофотонного ускорителя электронов с момента его описания в 2015 году.
Один из авторов исследования, физик Рой Шайло из FAU, отметил, что теперь можно говорить об ускорителе частиц на микрочипе. Основной целью ученых является интеграция ускорителя частиц в эндоскоп для проведения лучевой терапии прямо на пораженном участке тела, хотя до реализации этой идеи еще далеко.
Такое изобретение открывает новые горизонты в области физики частиц и может стать основой для разработки портативных ускорителей частиц, что, в свою очередь, приведет к новым открытиям и возможностям в медицине и других сферах науки.
