|
מדענים ממעבדת המאיץ הלאומית SLAC בארה"ב, פיתחו שיטה להפוך מאיצי חלקיקים ענקיים למיניאטוריים. החידוש המלהיב, שהתפרסם בכתב העת המדעי Nature, עושה שימוש בלייזר על מנת להאיץ אלקטרונים על גבי שבב באורך שלושה מילימטרים.
מאיצי חלקיקים עושים בדיוק מה ששמם מרמז- מאיצים חלקיקים תת-אטומיים למהירות גבוהה מאוד. אנחנו רגילים לשמוע על סוג זה של מכשירים בהקשר של ניסויים פיזיקאליים מורכבים, כמו למשל החיפוש אחר "החלקיק האלוהי" שנערך במרכז המחקר CERN בשוויץ. אך למעשה, הם משמשים למגוון של שימושים מעשיים יומיומיים כמו יצירת קרני רנטגן ויצירת בתמונה במסכים מהדור הישן.
מאיץ החלקיקים בשוויץ. 27 קילומטרים של צינורות | צילום: רויטרס
היתרון הגדול של הטכנולוגיה החדשה הוא בכך שהיא עושה שימוש במערכות לייזר ובטכניקות ייצור תעשייתיות שכבר קיימות כיום. משמעות הדבר היא שכאשר יושלם הפיתוח, יחל דור חדש של מאיצים מיניאטוריים שיוכלו להיות שימושיים במגוון תחומים.
"עלינו עדיין להתמודד עם מספר אתגרים לפני שהטכנולוגיה תהפוך ליישומית בעולם האמתי, אך כאשר זה יקרה היא תוריד משמעותית את המחיר והגודל של מאיצי החלקיקים העתידיים שישמשו למחקר הכוחות והחלקיקים הבסיסיים בטבע", מבהיר הפיזיקאי ג'ואל אינגלנד.
השבב עשוי זכוכית ומכיל סדרה של ננו-חריצים אשר מאפשרים לשדה החשמלי של הלייזר לטעון את האלקטרונים העוברים דרך השבב. המאיץ מעלה את האנרגטיות של החלקיקים אך לא את מהירותם. המחסום הפרקטי המשמעותי ביותר כרגע הוא שעל מנת להאיץ את החלקיקים למהירות הקרובה למהירות האור, יש להשתמש במאיצים הקונבנציונאליים הקיימים כיום ורק אז להכניס אותם אל השבב.
אם יצליחו המדענים להפוך גם את השלב הראשוני של האצת המהירות לקומפקטי יותר, תבשיל הטכנולוגיה לכדי מהפכה של ממש בתחום הפיזיקה. לשם השוואה, חלקיקים יוכלו לצבור את אותה האנרגיה תוך מעבר מסלול של כ-300 מטרים במאיץ המיניאטורי, לעומת מסלול של כשלושה קילומטרים במאיץ קונבנציונאלי.
"הטכנולוגיה תוכל להוביל גם לפיתוח מגוון של מכשירים קומפקטיים: מכשירי אבטחה מבוססי רנטגן, מכשירים רפואיים ומכשירים אופטיים לייצור תמונה", מוסיף אינגלנד.
|
