Este chip es capaz de acelerar partículas subatómicas a una velocidad 10 veces más rápida que los aceleradores de partículas convencionales.
Cuando la luz láser incide sobre el chip crea un campo eléctrico que aumenta la energía de una partícula a medida que pasa a través.
Las rayas iridiscentes que puedes ver en esta imagen son pequeñas, bordes espaciados con precisión que son clave para la aceleración de electrones a medida que pasan a través del chip.
El enorme tamaño y el costo de los aceleradores actuales basados en la tecnología de radio-frecuencia convencional ha generado gran interés en el desarrollo de nuevos conceptos de aceleración que son más compactos y económicos. Aceleradores láser dieléctricas (AVD) micro-fabricados son un enfoque atractivo, debido a que tales microestructuras dieléctricas pueden apoyar la aceleración de los campos de uno a dos órdenes de magnitud más altos que los que aceleradores de base en una cavidad de radio-frecuencia.
AVD utilizan láseres comerciales como una fuente de energía, que son más pequeños y menos costosos que los klistrones de radio-frecuencia que los aceleradores de potencia de hoy en día. Además, se fabrican a través de AVD, técnicas litográficas de bajo costo que se pueden utilizar para la producción en masa. Sin embargo, a pesar de varias estructuras de DLA se propuso, hasta ahora no se ha demostrado la con éxito de la aceleración en estas estructuras. Aquí informamos de alto gradiente (más allá de 250 MeV m-1) la aceleración de los electrones en un DLA.
Electrones relativistas (60 MeV) son la energía modulada sobre 563 ± 104 períodos ópticas de una estructura de red de sílice fundida, impulsado por un 800-nm de longitud de onda en modo bloqueado Ti: sapphire laser. Los resultados observados están de acuerdo con los modelos analíticos y simulaciones electrodinámicos.
En comparación, los aceleradores lineales convencionales modernas operan a gradientes de 10-30 MeV m-1, y la primera cavidad acelerador de radio-frecuencia lineal fue de diez períodos de radio-frecuencia (un metro) de largo con un gradiente de aproximadamente 1,6 MeV m-1 (ref. 5). Los resultados establecen el escenario para el desarrollo de futuros dispositivos DLA aplicados por etapas compuestas de sistemas en chip integrado.
Esto permitiría compacto de mesa, aceleradores del MeV-GeV (106-109 eV) escala de los escáneres de seguridad y tratamiento médico, fuentes de luz de rayos X universitario escala para la investigación biológica y materiales y dispositivos de imágenes médicas portátiles, y lo haría sustancialmente reducir el tamaño y costo de un futuro colisionador en la escala de varios TeV (1012 eV)…. ver más…
Este video explica cómo funciona el acelerador con más detalle.
¿Qué te parece?