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斯坦福大学的研究人员设法在硅片上安装了粒子加速器

在科学研究中,就像寻找暗物质一样,研究人员有时会使用高功率粒子加速器。但是这些巨型机器极其昂贵,而且只有一小部分存在,所以团队必须去像加州门洛帕克的SLAC国家加速器实验室这样的地方。然而,这可能会改变。研究人员认为,他们已经开发出了一种替代方案:适用于硅片的激光驱动粒子加速器。

传统的粒子加速器使用微波辐射来提高电子的速度,但是微波从波峰到波谷的距离是4英寸,所以它们需要更多的距离来推动电子前进。由SLAC和斯坦福大学的团队创建的粒子加速器原型使用红外光,其波长是人类头发宽度的十分之一,因此它可以在更短的距离内加速电子。

但是由于波长短得多,研究人员不得不将加速器的其余部分减少10万倍。为了实现这一点,他们利用逆向设计算法逆向设计了一款能够满足这些要求的硅片。然后,在硅中,他们蚀刻了一个纳米级的通道和战略结构来引导电子和红外光的爆发。光脉冲每秒10万次。就像它一样,它撞击电子并加速它们前进。

对于研究或医疗应用,加速器需要将电子提升到光速的94%,即100万电子伏(1MeV)。这个硅片原型还没到.你需要1000才能达到这些速度。但是研究人员认为,他们可以制造一个一英寸的芯片,将电子加速到1mv,他们计划在2020年底实现这一目标。

斯坦福大学和SLAC大学将其与曾经将一个房间大小的主机的功率压缩到台式计算机的工作工程师进行了比较。他们相信它可以用于医学和其他科学研究。例如,今天,高能电子没有用于癌症放射治疗,因为它们难以引导和烧伤皮肤。斯坦福大学的研究员奥拉夫索尔加德(Olav Solgaard)一直在研究这种芯片的应用,这种芯片将引导激活的电子通过插入肿瘤旁边的导管状真空管。

索尔加德在新闻稿中说:“除了研究和应用,我们还可以从加速器技术的小型化中获得医疗利益。

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