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斯坦福大学的研究人员设法在硅芯片上安装了一个粒子加速器

金融 2020-01-14 14:57:59

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。但这些巨型机器极其昂贵,而且只有一小部分存在,因此团队必须前往加州门洛公园(Menlo Park)的SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator Laborator Laborator,Stanford University)这样的地方。不过,这可能会改变。研究人员相信他们已经开发出一种替代方案:一种适合硅芯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,但微波测量从峰值到低谷的4英寸,因此它们需要更多的距离来推动电子的前进。由SLAC和斯坦福大学的一个团队创建的粒子加速器原型使用红外光,它的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。

但由于波长要短得多,研究人员不得不将加速器的其余部分缩小10万倍。为了做到这一点,他们使用逆向设计算法来反向设计一种能够满足这些需求的硅芯片。然后,在硅中,他们蚀刻了一个纳米级的通道和战略结构,以引导红外光的电子和爆发。光每秒钟脉冲10万次,就像它一样,它击中电子,加速它们向前。

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

斯坦福大学(Stanford)和SLAC将其与曾经做过的将房间大小的主机的电源压缩到台式电脑上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人员。例如,今天,高能量的电子不用于癌症放射治疗,因为它们很难引导,而且会灼伤皮肤。斯坦福大学的一位研究人员,Olav Solgaard,已经在致力于这种芯片的应用,它将引导被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:“除了研究应用之外,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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