Όταν ο κόσμος σκέφτεται επιταχυντές σωματιδίων, συχνά φαντάζεται τεράστιες δομές όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων του CERN, που διασχίζουν διεθνή σύνορα με σκοπό να διαλευκάνουν τα μυστήρια του σύμπαντος. Ωστόσο, η σφαίρα των επιταχυντών σωματιδίων είναι απίστευτα ποικίλη, με περισσότερους από 30.000 να υπάρχουν παγκοσμίως, εξυπηρετώντας σκοπούς πολύ πιο καθημερινούς από την κοσμική εξερεύνηση.
Οι επιταχυντές αυτοί χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς, παράγοντας ακτίνες φωτός, κατασκευάζοντας ηλεκτρονικά, απεικονίζοντας το ανθρώπινο σώμα, ακόμη και καταπολεμώντας τον καρκίνο. Πρόσφατα, φυσικοί πέτυχαν ένα σημαντικό ορόσημο: δημιούργησαν τον μικρότερο μέχρι σήμερα επιταχυντή σωματιδίων, που ισοδυναμεί σε μέγεθος με ένα νόμισμα, όπως περιγράφεται αναλυτικά στη δημοσίευσή που έγινε στο Nature, στις 18 Οκτωβρίου.
Σε αντίθεση με τους κολοσσιαίους ομολόγους του, όπως ο LHC, αυτός ο μικροσκοπικός επιταχυντής δεν ακολουθεί την κυκλική τροχιά. Αντιθέτως, προωθεί ηλεκτρόνια σε ευθεία γραμμή χρησιμοποιώντας ακριβείς παλμούς λέιζερ. Οι παραδοσιακοί γραμμικοί επιταχυντές ηλεκτρονίων βασίζονταν σε μεταλλικές κοιλότητες για την ώθηση των σωματιδίων, μια μέθοδος που μαστίζεται από σφάλματα και απαιτεί ογκώδη εξοπλισμό. Η καινοτομία εδώ έγκειται στη χρήση βολών λέιζερ για την προώθηση των ηλεκτρονίων, σηματοδοτώντας μια απόκλιση από τις συμβατικές μεθόδους.
Η ανάπτυξη αυτών των μικροσκοπικών επιταχυντών έθεσε σημαντικές προκλήσεις, κυρίως λόγω της ανάγκης για τεχνικές κατασκευής υψηλής ακρίβειας. Οι ερευνητές επαναχρησιμοποίησαν εξαρτήματα από ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και δημιούργησαν ένα πρωτότυπο που περιλάμβανε σειρές από στύλους πυριτίου, ύψους μόλις 2 μικρομέτρων ο καθένας, με ένα λέιζερ να χτυπάει την κορυφή για να δημιουργεί ηλεκτρικά πεδία και να προωθεί τα ηλεκτρόνια.
Ωστόσο, οι περιορισμοί του πρωτοτύπου είναι εμφανείς. Μπορεί να αποδώσει μόνο μια μικροσκοπική ποσότητα ηλεκτρονίων, πολύ χαμηλότερη από την τυπική απόδοση του επιταχυντή σωματιδίων. Επιπλέον, τα ενεργειακά επίπεδα αυτών των ηλεκτρονίων είναι συγκρίσιμα με εκείνα που βρίσκονται σε πεπαλαιωμένες τηλεοράσεις καθοδικού σωλήνα, καθιστώντας το πρωτότυπο μη πρακτικό για εφαρμογές στον πραγματικό κόσμο.
Η NASA αποκάλυψε κρυφό σύστημα 7 πλανητών, γύρω από το άστρο Kepler 385
Αν και η τρέχουσα κατάσταση αυτού του μίνι επιταχυντή σωματιδίων απέχει πολύ από την πρακτική χρήση, οι ερευνητές οραματίζονται ένα μέλλον όπου οι συσκευές αυτές θα μπορούσαν να ενσωματωθούν σε τυπικά chip πυριτίου. Οι πιθανές εφαρμογές κυμαίνονται από την εισαγωγή μικροσκοπικών επιταχυντών στο εσωτερικό του ανθρώπινου σώματος μέσω ενδοσκοπίων για ιατρικές θεραπείες, προσφέροντας μια μικρότερη, φθηνότερη και πιο ευέλικτη λύση.
Παρά τα σημερινά εμπόδια, η προοπτική της επανάστασης των επιταχυντών σωματιδίων σε μικροσκοπική κλίμακα ανοίγει την πόρτα σε καινοτόμες και πρακτικές εφαρμογές σε διάφορους τομείς.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
