Nový přístroj je zatím prototypem.
Záběr zvětšený 25-tisíckrát ukazuje výsek z prototypu urychlovače v čipu, který vytvořili výzkumníci ze Stanfordovy univerzity. Částicové urychlovače jsou obrovské stroje. Ten největší, Velký hadronový urychlovač, se nachází v tunelu s obvodem sedmadvacet kilometrů.
Nyní vědci dosáhli opačný extrém. Vytvořili prototyp mikroskopického urychlovače na čipu, který měří tři setiny milimetru, tedy zhruba polovinu tloušťky lidského vlasu.
Takto zmenšený přístroj se jednou může uplatnit v medicíně, materiálové vědě či v chemii.
Studii zveřejnili ve vědeckém časopise Science.
miniaturní rozměry
Urychlovače v principu fungují tak, že zářiče ženou částice stále větší rychlostí vpřed. V závislosti na typu záření, rychlosti a energie, kterou chcete dosáhnout, však velikost strojů roste.
„Největší urychlovače jsou jako výkonné dalekohledy. Na světě je jich jen pár a vědci musí přijít k nim, pokud je chtějí použít,“ vysvětluje v tiskové zprávě Stanfordovy univerzity inženýrka Jelena Vuckovicová.
„Chceme technologii zmenšit tak, aby z ní byl přístupnější výzkumný nástroj.“
Vědci většinou využívají mikrovlny, které jsou však dlouhé. Mohou mít i několik centimetrů, což ovlivňuje velikost urychlovače.
V nové studii Stanfordská výzkumníci proto zkusili jiný zdroj záření – infračervené světlo, které má vlnovou délku i desetinu tloušťky lidského vlasu. To znamená, že speciální laser dokáže urychlit částice na extrémně malých délkách.
Řešení jako z jiného světa
Důležitou roli při urychlování hraje i zvláštní tvar samotného urychlovače, který navrhl počítačový algoritmus.
Podle výzkumníků by člověk na takové řešení „jako z jiného světa“ zřejmě nepřišel.
Do křemíkového čipu jsou vyřezány miniaturní útvary, které se podobají hory s odříznutým vrcholkem a které jsou odděleny kanálky. Tvar umožňuje infračervenému světlu urychlit částice blízko k rychlosti světla.
Urychlovač v čipu je zatím jen prototypem. Představuje jednu fázi urychlení, která vyvine energii jeden kiloelektrónvolt. Cílem je nakonec dosáhnout jeden megaelektrónvolt, což by umožnilo využít přístroj pro medicínské účely i léčbu.
K tomu však budou vědci muset seřadit zhruba tisíc takových urychlovačů za sebou, což plánují koncem tohoto roku.
