کوچکترین شتابدهنده ذرات جهان روشن شد

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اسپیس، این دستاورد فناورانه که به اندازه یک سکه کوچک است، کاربردهای بسیاری از جمله استفاده از شتاب‌دهنده‌های کوچک ذرات در بیماران انسانی خواهد داشت.

دستگاه جدید شتاب دهنده الکترون نانوفتونیک نام دارد و شامل یک میکروسکوپ کوچک با لوله وکیوم کوچک تر است که از هزاران ستون ساخته شده است. محققان می توانند با تاباندن اشعه های کوچک لیزر به این ستون ها، سرعت حرکت اتم ها را تسریع کنند.

لوله شتابدهنده اصلی حدود ۰.۵ میلیمتر طول دارد و ۵۴ میلیون بار کوتاه تر از حلقه ۲۷ کیلومتری است که برخوردهنده بزرگ هادرون(LCH) در مرکز CERN را تشکیل می دهد. LCH بزرگترین و قدرتمندترین برخورد دهنده ذرات جهان است که که طیفی از ذرات تازه از جمله هیگز بوزون را کشف کرده است.

قطر داخل تونل کوچکترین شتابدهنده ذرات نیز ۲۲۵ نانومتر است. این درحالی است که ضخامت موی انسان ۸۰ تا ۱۰۰ هزار نانومتر است.

در پژوهش جدید که در نشریه نیچر منتشر شده، محققان دانشگاه فردریش الکساندر در آلمان از این دستگاه کوچک برای تسریع الکترون ها استفاده کردند و ارزش انرژی آنها را از ۲۸.۴ به ۴۹.۷ کیلوالکترون ولت رساندند که نشان دهنده افزایشی ۴۳ درصدی است.

این نخستین باری است که یک شتابدهنده الکترونی نانوفتونیک روشن می شود.

LHC از بیش از ۹ هزار آهنربا برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاد می کند که سرعت ذرات را به ۹۹.۹ درصد سرعت نور می رساند. محققان پژوهش جدید نیز یک میدان مغناطیسی ایجاد کردند که البته با تاباندن اشعه های لیزر به ستون هایی در لوله خلا ایجاد می شود. این امر انرژی را در مسیر درست بیشتر می کند اما میدان انرژی نهایی بسیار ضعیف تر است.

الکترون هایی که با دستگاه جدید تسریع شدند حدود یک میلیونم ذرات LHC انرژی داشتند با این وجود محققان معتقدند می توان طراحی دستگاه را طوری ارتقا داد که مواد جایگزین به کار روند یا چند لوله کنار هم قرار گیرند تا سرعت حرکت ذرات را شتاب دهند. با این وجود چنین دستگاهی هیچ گاه به سطح انرژی برخورد دهنده های بزرگ نمی رسد.