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斯坦福造出晶片上的微型线性加速器

2020-1-13 环球解密

世界上最大的粒子加速器是个位于地下全长17英里的庞然大物,运营开支达几十亿美元。近期一份发表在《科学》(Science)期刊上的研究,造出了一个位于硅晶片上的粒子加速器,只有30微米长。

美国能源部SLAC国家加速器实验室的研究者在硅晶片上造出线性加速器,让电子在还不到一根头发宽度的长度内实现加速。一个普通加速器需要几英尺的距离才能达到相同效果。

研究人员在硅晶片上刻出纳米尺寸通道,并用真空密闭,利用硅晶片对于红外线透明的效果,用红外线加速电子。

主要研究者斯坦斯大学的武科维奇(Jelena Vuckovic)说:“大型加速器就像大型望远镜,世界上只有几个,科学家必须到那几个地方使用它们。我们想造出缩小的版本,更方便科研工作者使用。”

尽管这个加速器还处于雏形阶段,研究者把它的出现比做以前从大型计算机到实现个人桌面电脑的飞跃。

研究人员表示,微型线性加速器在研究和医疗领域都有重要用途,比如可以利用导管直接送达肿瘤,避免影响正常的生物体组织。

电子要被加速到光速的94%,才能达到医疗可用标准,这是目前雏形所达到速度的一千倍。研究人员认为,这个雏形已具备了加速器所有的功能,在2020年底有望实现所需的能量目标。

这个加速器的设计还有一个特别之处,研究人员用计算机使用反向设计思路完成了设计,即从所需的结果出发,利用软件反向推理出所需的设计。

合作研究者英格兰(R. Joel England)说:“有时,反向设计能产出人类工程师想不到的方案。”

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