Создан самый маленький в мире ускоритель частиц: он работает и в 54 млн раз меньше обычного

Ученые создали первый в мире нанофотонный ускоритель электронов, который ускоряет отрицательно заряженные частицы с помощью мини-лазерных импульсов и достаточно мал, чтобы поместиться на монете.

Недавно ученые впервые запустили самый маленький в мире ускоритель частиц — нанофотонный ускоритель электронов (NEA). Он состоит из микрочипа, в котором находится крошечная ускорительная трубка длиной всего несколько миллиметров. Сама вакуумная трубка — это тысячи отдельных «столбов». Исследователи могут ускорять электроны, направляя на них мини-лазерные лучи.

Длина главной ускорительной трубы составляет примерно 0,5 мм, что в 54 млн раз меньше кольца длиной 27 км Большого адронного коллайдера ЦЕРН (БАК) в Швейцарии. Это самый мощный ускоритель частиц, который помог физикам обнаружил несколько новых частиц, включая бозон Хиггса (или частицу Бога), призрачные нейтрино, очаровательный мезон и загадочную частицу X.

Ширина внутренней части крошечного туннеля составляет всего около 225 нанометров. По данным Национального института нанотехнологий, толщина человеческого волоса составляет от 80 000 до 100 000 нанометров.

Исследователи из Университета Эрлангена-Нюрнберга имени Фридриха-Александра (FAU) в Германии использовали крошечное приспособление для ускорения электронов с 28,4 до 40,7 килоэлектронвольт. Это первый случай успешного запуска нанофотонного ускорителя электронов. Впервые его концепию предложили в 2015 году, пишут исследователи. Сотрудники Стэнфордского университета тоже повторили этот трюк со своим мини-ускорителем, но их результаты все еще находятся на рассмотрении.

«Впервые мы действительно можем говорить об ускорителе частиц на микрочипе», — заявил Рой Шайло, физик из FAU и соавтор исследования.

БАК использует более 9 000 магнитов для создания магнитного поля, которое ускоряет частицы примерно до 99,9% скорости света. NEA также создает магнитное поле, но работает, направляя лучи света на столбы вакуумной трубки; это усиливает энергию, но получившееся энергетическое поле намного слабее.

Энергия электронов, ускоренных NEA, составляет около одной миллионной от энергии частиц, ускоренных на БАК. Однако физики считают, что они могут улучшить конструкцию NEA, используя альтернативные материалы или располагая несколько трубок рядом друг с другом. Тем не менее, они никогда не достигнут тех же энергетических уровней, что и большие коллайдеры.

Однако стоит учитывать, что основная цель создания этих ускорителей — использовать энергию, выделяемую ускоренными электронами, в медицине. В перспективе, NEA может заменить лучевую терапию, которую используют для уничтожения раковых клеток.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Читать далее:

Исследователи обнаружили, что сперматозоиды при движении «обходят» закон Ньютона

Наша память работает совсем не так, как считали ученые

«Адская» планета недалеко от Земли подает загадочные сигналы: ученые придумали, как их расшифровать

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Больше миллиона Гбит в секунду: японцы побили рекорд скорости передачи данных по оптоволокну
Новости
Хаос во благо: физики создали новый инструмент для квантового мира
Наука
Hugging Face выпустила недорогих человекоподобных роботов с открытым кодом
Новости
Китайский аккумулятор для электромобиля выдержал наезд 36-тонного танка
Новости
Воспитанники детских домов изучат основы работы с нейросетями
Новости
Четвероногий робот из Цюриха научился играть в бадминтон с людьми
Новости
В MIT раскрыли механизм набора веса из-за жирной пищи и как обратить его вспять
Наука
60 000 лет рядом: ученые выяснили, кто стал первым паразитом человека
Наука
Ректора Университета Иннополис избрали членом-корреспондентом РАН
Иннополис
В Корее робопса научили паркуру и бегу по стенам: посмотрите, что он может
Новости
Древний череп «человека-муравья» нашли в Аргентине
Наука
На селфи марсохода попал неожиданный объект: его заметили не сразу
Космос
Посмотрите на двух морских коньков, которых застукали за «поцелуем» в океане
Наука
Почти 10 000 роутеров Asus тайно заразили: как проверить свой и защититься
Новости
Ракета будет доставлять товары с AliExpress за час по всему миру: ее испытали в Китае
Новости
В России пригрозили «душить» иностранные сервисы: кто в опасности
Новости
Boston Dynamics усовершенствовала систему восприятия гуманоидного робота Atlas
Новости
Наклейка на лоб анализирует мозговые волны и предсказывает переутомление
Наука
Посмотрите на робота-трансформера, который меняет форму прямо в полете
Новости
Китай отправил миссию за образцами горных пород с квазиспутника Земли
Космос