Настольный ускоритель частиц будет содержать несколько таких ускорителей-на-чипе

19 ноября 2015 года благотворительный фонд Гордона и Бетти Мур выделил Стэнфордскому университету грант в размере $13,5 млн на пятилетний международный проект по созданию рабочей версии ускорителя частиц размером с коробку для обуви. Основой конструкции станет технология ускорителя-на-чипе, представленная два года назад.

Устройство использует новую технику — лазерное ускорение над диэлектрическими структурами. Потенциально такое устройство может совершить революцию в науке, медицине и других областях, потому что кардинальным образом уменьшает размер и стоимость ускорителей частиц.



Возможно, в области ускорителей революционная миниатюризация приведёт к такому же эффекту, какой имело изобретение микрочипов для компьютерной промышленности. «Ускорители частиц могут стать доступны для миллионов людей, — говорит физик Национальной ускорительной лаборатории SLAC Джоел Инглэнд (Joel England), который работает над этой идеей уже 40 лет, — с неожиданными открытиями в биологии, материаловедении и потенциальными применениями в сканерах безопасности, медицинской терапии и рентгеновском сканировании».

Международный проект по созданию настольного ускорителя частиц объявлен в связи со значительным прогрессом, которого добились в данной области исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC и Стэнфордского университета, а также, независимо от них, физики из Университет Эрлангена-Нюрнберга (Германия). Обе группы опубликовали научные работы в 2013 году в один день.



В эксперименте Национальной ускорительной лаборатории SLAC и Стэнфордского университета электроны сначала разгонялись на местном ускорителе до максимальной скорости. После этого любое дополнительное ускорение увеличивает не скорость, а энергию электрона. Затем пучок пускали в ускоритель-на-чипе, где он получал градиент ускорения в 10 раз больше, чем способен ему придать ускоритель SLAC.

В свою очередь, немецкие учёные показали, что лазером можно ускорять электроны низкой энергии — медленные электроны, которые ещё не приблизились к скорости света.

На фотографиях под микроскопом — некоторые варианты конструкции, которые испытывали в лаборатории SLAC и Стэнфорде.



Благодаря ускорителям частиц за последние десятилетия совершено множество открытий в физике, химии, биологии и медицине, за них присуждены Нобелевские премии. Можно только вообразить, какой прогресс ждёт человечество, если такое устройство станет доступно каждому учёному!