Physiker haben ein Fünfjahresprojekt zur Entwicklung eines Desktop-Teilchenbeschleunigers gestartet

Der Desktop-Teilchenbeschleuniger wird mehrere solcher Beschleuniger auf einem Chip enthalten.

Am 19. November 2015 gewährte der Gordon and Betty Moore Charitable Fund der Stanford University einen Zuschuss von 13,5 Millionen US-Dollar für ein fünfjähriges internationales Projekt zur Erstellung einer funktionierenden Version des Teilchenbeschleunigers in der Größe eines Schuhkartons. Grundlage des Designs wird die vor zwei Jahren eingeführte Accelerator-on-Chip-Technologie sein.

Das Gerät verwendet eine neue Technik - Laserbeschleunigung über dielektrischen Strukturen. Möglicherweise kann ein solches Gerät die Wissenschaft, die Medizin und andere Bereiche revolutionieren, da es die Größe und die Kosten von Teilchenbeschleunigern drastisch reduziert.



Vielleicht führt die revolutionäre Miniaturisierung auf dem Gebiet der Beschleuniger zu demselben Effekt wie die Erfindung der Mikrochips für die Computerindustrie. „Teilchenbeschleuniger können Millionen von Menschen zur Verfügung gestellt werden“, sagt Joel England, Physiker am SLAC National Accelerator Laboratory, der seit 40 Jahren an dieser Idee arbeitet und unerwartete Entdeckungen in den Bereichen Biologie, Materialwissenschaften und mögliche Anwendungen in Sicherheitsscannern und medizinischer Therapie macht und Röntgenscannen. "

Das internationale Projekt zur Schaffung eines Desktop-Teilchenbeschleunigers wurde im Zusammenhang mit den bedeutenden Fortschritten angekündigt, die Forscher des SLAC National Accelerator Laboratory und der Stanford University sowie Physiker der Universität Erlangen-Nürnberg (Deutschland) unabhängig voneinander erzielt haben. Beide Gruppen veröffentlichten 2013 am selben Tag wissenschaftliche Arbeiten.



In einem Experiment am SLAC National Accelerator Laboratory und der Stanford University wurden die Elektronen zuerst am lokalen Beschleuniger auf maximale Geschwindigkeit beschleunigt. Danach erhöht jede zusätzliche Beschleunigung nicht die Geschwindigkeit, sondern die Elektronenenergie. Dann wurde der Strahl in den Accelerator-on-Chip gestartet, wo er einen zehnmal größeren Beschleunigungsgradienten erhielt, als der SLAC-Beschleuniger ihm geben konnte.

Deutsche Wissenschaftler haben wiederum gezeigt, dass Laser niederenergetische Elektronen beschleunigen können - langsame Elektronen, die der Lichtgeschwindigkeit noch nicht nahe gekommen sind.

Auf den Fotos unter dem Mikroskop sind einige Designoptionen aufgeführt, die im Labor von SLAC und Stanford getestet wurden.



Dank Teilchenbeschleunigern wurden in den letzten Jahrzehnten viele Entdeckungen in Physik, Chemie, Biologie und Medizin gemacht und Nobelpreise für sie vergeben. Man kann sich nur vorstellen, auf welchen Fortschritt die Menschheit wartet, wenn ein solches Gerät jedem Wissenschaftler zur Verfügung steht!

Source: https://habr.com/ru/post/de386987/