Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Fryderyka Aleksandra w Erlangen i Norymberdze (FAU) stworzyli i przetestowali najmniejszy na świecie akcelerator cząstek. Długość lampy próżniowej, w której przyspieszane są elektrony, wynosi zaledwie 0,5 mm, czyli 54 miliony razy mniej niż rozmiar innego akceleratora – Wielkiego Zderzacza Hadronów, który znajduje się na drugim końcu skali tych instrumentów naukowych. Ale dziecko nie jest potrzebne do nauki. Jest niezbędny w medycynie i nie tylko.
Naukowcy chcieliby widzieć w swoim urządzeniu narzędzie do walki z nowotworami wewnątrz ludzkiego organizmu. Byłaby to znacznie łagodniejsza terapia niż tradycyjna radioterapia. Mały akcelerator można by umieścić na końcu endoskopu i na miejscu stać się bronią w walce z tą śmiertelną chorobą.
Pomysł miniaturowego akceleratora elektronów, czyli nanofotonicznego akceleratora elektronów (NEA), jak go nazwali naukowcy, został zaproponowany w 2015 roku. Oprócz naukowców z Niemiec, badacze z Uniwersytetu Stanforda stworzyli własny nanofotoniczny akcelerator elektronów. Jednak naukowcy z Uniwersytetu. Friedrich-Alexander jako pierwszy przeszedł etap recenzji artykułu i opisał swój sukces w czasopiśmie Nature.
„Po raz pierwszy możemy rzeczywiście mówić o akceleratorze cząstek w [mikro]chipie” – powiedział współautor badania Roy Shiloh, fizyk z FAU.
Mikroskopijna rura próżniowa akceleratora o średnicy zaledwie 225 nm, czyli wielokrotnie cieńsza od ludzkiego włosa, zawiera tysiące pojedynczych „kolumn”, na które kierowane są impulsy laserowe o porównywalnej mocy. Impulsy wzbudzają pole elektromagnetyczne w grzebieniu, które przyspiesza elektrony.
Prezentowany przykład akceleratora przyspiesza elektrony zaledwie o 43%, dając im energię 40,7 keV z pierwotnych 28,4 keV (kiloelektronowolt). Z praktycznych względów to za mało, ale naukowcy są dopiero na początku drogi i spodziewają się stworzenia akceleratorów o wyższych energiach, choć oczywiście nie dotrą one do LHC. Ale ciekawie będzie zobaczyć, jak narzędzia z fizyki podstawowej zaczynają penetrować życie codzienne. Czy to nie fantastyczne?
