A németországi Friedrich-Alexander Egyetem kutatói nemrég először kapcsolták be miniatűr részecskegyorsítójukat. A Space.com azt írja, az érme nagyságú szerkezetet számos területen lehet majd alkalmazni, beleértve a betegek testébe beültetést.
A nanofotonikus elektrongyorsító (nanophotonic electron accelerator, NEA) lelkét egy mikrochip jelenti, amelyre több ezer miniatűr vákuumcső épül. A kutatók úgy gyorsíthatják fel az elektronokat, hogy lézert lőnek ezekre a csövekre.
A fő gyorsítópálya nagyjából 0,5 mm hosszú, ami 54 milliószor rövidebb, mint 24 kilométeres gyűrű, ami a svájci CERN-ben van. Az LHC a világ leggyakrabban használt és legnagyobb teljesítményű részecskegyorsítója, aminek többek között az isteni részecske néven is emlegetett Higgs-bozon felfedezése is köszönhető.
A miniatűr alagút belső átmérője csupán 225 nanométer. Összehasonlításként: az ember hajszál vastagsága 80 000–100 000 nanométer között mozog.
A Nature-ben megjelent publikáció szerint a tesztek során egy elektront sikerült 28,4 kiloelektronvoltról (keV) 40,7 keV-ra gyorsítani, ami 43 százalékos növekedést jelent. A kutatók megjegyzik: ez az első alkalom, hogy sikeresen használni tudtak egy NEA-t. Roy Shiloh, a tanulmány társszerzője szerint most először sikerült megalkotni egy mikrochipbe ágyazott részecskegyorsítót.
Az LHC több mint 9000 mágnest használ, hogy egy részecskét a fénysebesség 99,9 százalékára gyorsítson fel. A NEA szintén használ mágnest, de alapvetően a kilőtt lézerfény segíti a részecske gyorsítását.
Fontos megjegyezni ugyanakkor, hogy a NEA-ban elért energiaszint csupán milliomodrésze annak, amit az LHC-ben el lehet érni. Ezt az arányt alternatív anyagok használatával, valamint több cső egymás mellé helyezésével javítani lehet, de ugyanazt az energiaszintet sosem lehet majd elérni, mint amire az LHC képes.
Ez ugyanakkor nem is baj, a miniatűr gyorsító célja ugyanis, hogy az elektron energiáját a gyógyításban használják: a segítségével például elpusztíthatók lehetnek a rákos sejtek, a tudósok reményei szerint akár kiváltható lehet a sokkal károsabb sugárterápia.
Tomáš Chlouba, a tanulmány vezető szerzője szerint a végcél, hogy a gyorsítót egy endoszkópban helyezzék el, így a terápiát lokálisan lehetne alkalmazni. Ez azonban még nagyon távol van, így nem is tudni, mikorra lehetne ezt megvalósítani.
