- Nejmenší urychlovač částic se vejde na minci
- Výzkumníci ho již úspěšně vyzkoušeli v praxi
Vědci hlásí zásadní průlom. Vytvořili první nanofotonický urychlovač elektronů na světě, který urychluje záporně nabité částice pomocí miniaturních laserových pulzů, ale je tak malý, že se vejde na obyčejnou minci.
Nepřehlédněte: iPhone 15 Pro je největší propadák v historii, ukazuje průzkum odborných recenzí
Nejmenší urychlovač částic na světě
Věda dosáhla dalšího významného pokroku, píše technologický server Live Science. Němečtí výzkumníci nedávno poprvé spustili a úspěšně otestovali nejmenší urychlovač částic na světě. Tento drobný technologický triumf, který je velký přibližně jako malá mince, by mohl otevřít dveře k široké škále aplikací, včetně využití maličkých urychlovačů částic uvnitř lidských pacientů.
Nový přístroj, známý jako Nanofotonický urychlovač elektronů (NEA), se skládá z malého mikročipu, v němž je umístěna ještě menší vakuová trubice složená z tisíců jednotlivých „pilířů“. Výzkumníci mohou urychlovat elektrony tím, že do těchto pilířů směřují miniaturní laserové paprsky.
Hlavní urychlovací trubice je dlouhá přibližně 0,5 milimetru, což je 54 milionkrát méně než 27 kilometrů dlouhý prstenec, který tvoří Velký hadronový urychlovač (LHC) v CERNu ve Švýcarsku – největší a nejvýkonnější urychlovač částic na světě, který objevil řadu nových částic včetně Higgsova bosonu (neboli božské částice), přízračných neutrin, charm mezonu a záhadné částice X. V tomto případě se jedná o největší urychlovač částic na světě.
Vnitřek tunelu v NEA je široký jen asi 225 nanometrů. Pro srovnání, podle Národního nanotechnologického institutu jsou lidské vlasy tlusté 80 000 až 100 000 nanometrů.
54 milionkrát menší než Velký hadronový urychlovač
V nové studii publikované v časopise Nature použili vědci z Univerzity Friedricha Alexandra v Erlangenu-Norimberku (FAU) malé zařízení k urychlení elektronů z energie 28,4 kiloelektronvoltů na 40,7 keV, což představuje nárůst o přibližně 43 %.
„Poprvé můžeme skutečně hovořit o urychlovači částic na (mikro)čipu,“ uvedl v prohlášení spoluautor studie Roy Shiloh. Velký hadronový urychlovač využívá více než 9 000 magnetů k vytvoření magnetického pole, které urychluje částice na přibližně 99,9 % rychlosti světla. NEA také vytváří magnetické pole, ale funguje tak, že do pilířů ve vakuové trubici směřuje světelné paprsky; tím se energie zesiluje správným způsobem, ale výsledné energetické pole je výrazně slabší.
Elektrony urychlené v NEA mají jen asi miliontinu energie, kterou mají částice urychlené v LHC. Vědci se však domnívají, že mohou konstrukci NEA vylepšit použitím alternativních materiálů nebo poskládáním více trubic vedle sebe, což by mohlo částice ještě více urychlit. Přesto nikdy nedosáhnou ani zdaleka stejné energie jako částice z LHC.
Zdroj náhledové fotografie: Univerzita Friedricha Alexandra v Erlangenu (FAU), zdroj: Live Science, nano.gov, FAU