Dieser Teilchenbeschleuniger ist kaum größer als ein Reiskorn
Nur ein Teilchen bis zu nahe der Lichtgeschwindigkeit ist nicht gut genug für die heutige Physik. Um die Grundlagen des Universums richtig zu lüften, müssen Partikel zusammen mit enormer Kraft zerschlagen werden. Und zwei Stanford Forscher haben gerade entwickelt, eine Laser-basierte Methode, die zehnmal die Kraft zu einem Bruchteil der Kosten herkömmlicher Methoden vermittelt.
Beschleunigung der Partikel erfolgt in zwei Schritten. Zuerst wird das Teilchen ein Elektron (gehen Abbildung!) um die Geschwindigkeit des Lichts in der Nähe von beschleunigt – das ist der einfache Teil. Aber um größere und bessere Kollisionen zu erhalten, müssen Forscher Energieniveaus der einzelnen Teilchen mit einem Mikrowellen-Array zu Pumpen. Das ist teuer und umständlich zu bedienen, und die technische Hürde stark behindert die Entwicklung der nächsten Generation "Tabletop" Beschleuniger.
Der Beschleuniger, den Stanford graduate Edgar Peralta und Ken Soong Forscher setzt stattdessen auf Ultra-schnelle Ausbrüche von Laserlicht. Peralta entworfen die gemusterten Kieselsäure Beschleuniger-on-a-Chip während Soong Laser Präzisionsoptik für das Experiment erstellt. Ihre Ergebnisse wurden veröffentlicht Freitag in Art.
Nachdem der Elektronenstrahl beschleunigt worden ist, um die Geschwindigkeit des Lichtes in einem konventionellen Beschleuniger in der Nähe von konzentriert es auf einen halb-Mikrometer breiten Kanal in der Silizium-Chip. Entlang dieses Kanals sind eine Reihe von nanoskaligen Grate in das Glas, das präzise elektrische Felder erzeugen, die die Energie der Elektronen kontinuierlich zu steigern, wie sie bereisen geätzt. Elektronen verlassen die Chip sind durchdrungen von zehn Mal die Energie wie die Eingabe.
"Wir haben noch eine Reihe von Herausforderungen, bevor diese Technologie wird praktisch für realen Gebrauch, aber schließlich ist es wesentlich die Größe und Kosten der zukünftigen hochenergetische Teilchen Atomwissenschaftler verringern würde für die Erkundung der Welt der fundamentalen Teilchen und Kräfte,", sagte Joel England, die SLAC-Physiker, der die Experimente führten in einer Presseerklärung sagte. "Es könnte auch helfen, ermöglichen kompakte Beschleuniger und Röntgengeräte für Sicherheit scannen, medizinische Therapie und Imaging, und Forschung in Biologie und Materialwissenschaften." Und nicht zu vergessen die noch jungen Bereich der Geisterjäger sowie. [SLAC]