Výskumníci vytvorili prelomový urýchľovač častíc. Umožní im nahliadnuť do doteraz nepreskúmaných procesov
Výskumníci z University of Texas vytvorili prelomový urýchľovač častíc. Namiesto kilometrov im stačí len niekoľko metrov.
Výskumníci z University of Texas, Austin, v rámci nového výskumu objavili spôsob, ako vylepšiť technológiu urýchľovačov častíc.
Bežné urýchľovače častíc bývajú spravidla dlhé celé kilometre a práve preto bývajú aj nesmierne nákladné. Dovoliť si ich teda môže len hŕstka vedeckých laboratórií alebo univerzít. V rámci nového výskumu vedci z University of Texas demonštrovali nový typ urýchľovača častíc, ktorý má na dĺžku menej ako 20 metrov, no dokáže vytvoriť energiu rovnú 10-miliardám elektrónvoltov. Pre lepšie pochopenie tohto úspechu, na území Spojených štátov sa momentálne nachádzajú len dva urýchľovače častíc schopné dosiahnuť takých energií. Oba urýchľovače majú na dĺžku približne 3 kilometre.
“Stačí nám len 10 cm na dosiahnutie tak vysokých energií,” tvrdí Bjorn Hegelich, jeden z autorov štúdie.
Energiu získavajú častice v komore, kde vzniká lúč a táto komora má na dĺžku 10 centimetrov. Výskumníci momentálne hľadajú spôsoby, ako by mohli tento urýchľovač častíc využiť v praxi. Jedným z možných využití je testovanie odolnosti elektronických zariadení voči vesmírnej radiácií. Ďalšie využitie by urýchľovač častíc mohol nájsť pri skenovaní 3D internej štruktúry nových polovodičových čipov.
Autori štúdie zároveň vysvetľujú, že ich urýchľovač častíc by mohol poháňať ďalšie zariadenie. To by vedcom umožnilo zaznamenávať spomalené zábery procesov na atomárnej alebo molekulárnej úrovni. V praxi by mohli sledovať napríklad ako lieky interagujú s bunkami alebo aké zmeny sa odohrávajú v batériách ešte predtým ako vzbĺknu. Sledovať by mohli aj to, ako sa virálne proteíny menia keď infikujú bunky.
Drobný urýchľovač častíc sa stáva realitou
Zaujímavosťou je, že prvé koncepty takýchto urýchľovačov častíc vznikli ešte v roku 1979. Fungujú na základe toho, že mimoriadne silný laser zasiahne hélium v plynnom skupenstve. Následne sa hélium mení na plazmu a vytvára vlny, ktoré “vykopnú” elektróny z plynu vo vysokoenergetickom elektrónovom lúči. Posledné desaťročia strávili vedci výskumom tohto jedinečného urýchľovača častíc. V rámci nového výskumu sa vedci spoliehali na nanočastice, ktoré im dovolili posunúť túto technológiu výrazne dopredu.
Neprehliadnite
“Laser je v tomto prípade ako loď cestujúca naprieč jazerom. Počas svojej cesty vytvára vlny, na ktorých elektróny surfujú ako surferi,” vysvetľujú vedci.
Pre potreby urýchľovača častíc výskumníci použili jeden z najsilnejších pulzových laserov na svete, Texas Petawatt Laser. Tento laser sa nachádza na pôde Texaskej univerzity. Tento laser vystrelí jeden mimoriadne silný laserový lúč. Výskumníci momentálne pracujú na spôsobe, ako urýchľovač častíc napojiť na laser schopný zasvietiť niekoľko tisíckrát za sekundu. Vďaka tomu by mohol byť celý urýchľovač častíc ešte o niečo kompaktnejší. To zas otvorí dvere k ešte širšiemu spektru rôznych využití, pre tento mimoriadne kompaktný urýchľovač častíc.
Komentáre