科学家最近首次发射了世界上最小的粒子加速器。微小的技术胜利大约是一枚小硬币的大小,可以打开广泛应用的大门 ,包括在人类患者中使用青少年粒子加速器 。
这台新机器被称为纳米型电子加速器(NEA),由一个小型芯片组成,该微芯片容纳由成千上万个单独的“支柱”组成的更小的真空管。研究人员可以通过向这些支柱发射迷你激光束来加速电子。
主加速管长约0.02英寸(0.5毫米),比组成的16.8英里长(27公里)的环短5400万倍 库恩' 大型强子对撞机 (LHC)在瑞士&Mdash;世界上最大 ,最强大的粒子加速器,它发现了一系列新粒子 希格斯玻色子 (或上帝粒子), 鬼中微子 , 这 魅力梅森 和 神秘的X粒子 。
小隧道的内部仅大约225纳米宽。在上下文中,人的头发厚度为80,000至100,000纳米。 国家纳米技术研究所。
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在一项新的研究中,于10月18日发表在《期刊》上 自然, researchers from the Friedrich–Alexander University of Erlangen–Nuremberg (FAU) in Germany used the tiny contraption to accelerate electrons from an energy value of 28.4 kiloelectron volts to 40.7 keV, which is an increase of around 43%.
这是第一次是纳米光子电子加速器,这是 2015年首次提议 ,研究人员在 陈述 。(斯坦福大学的研究人员已经与他们的迷你加速器重复了这一壮举,但他们的结果仍在审查中)。
“这是第一次,我们真的可以谈论[微型]芯片上的粒子加速器 , ”研究员合着 罗伊·希洛(Roy Shiloh)FAU的物理学家在声明中说。
LHC使用9,000多个磁场创建一个磁场,该磁场将颗粒加速至光速的99.9% 。NEA还会产生一个磁场,但可以通过在真空管中的支柱上射击光束来起作用。这以正确的方式扩大了能量,但是产生的能量场要弱得多。
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NEA加速的电子仅具有LHC加速的颗粒能量的三分之一 。但是 ,研究人员认为,他们可以通过使用替代材料或彼此堆叠多个管子来改善NEA的设计,这可以进一步加速颗粒。尽管如此 ,他们永远不会到达与大山利区相同的能量水平。
鉴于创建这些加速器的主要目标是利用有针对性的医疗治疗中加速电子散发的能量,这些能量可以替代用于杀死癌细胞的更具破坏性形式的放射疗法 。
“梦想的应用是将粒子加速器放在内窥镜上,以便能够直接在体内受影响区域进行放疗。” TomáŠChlouba ,FAU的物理学家在声明中写道。他补充说,但这还有很长的路要走 。