Cientistas alemães da Universidade Friedrich-Alexander de Erlangen e Nuremberg (FAU) criaram e testaram o menor acelerador de partículas do mundo. O comprimento do tubo de vácuo no qual os elétrons são acelerados é de apenas 0,5 mm, o que é 54 milhões de vezes menor que o tamanho de outro acelerador – o Grande Colisor de Hádrons, que está localizado no outro extremo da escala desses instrumentos científicos. Mas o bebê não é necessário para a ciência. É necessário para remédios e muito mais.
Fonte da imagem: FAU/Laser Physics, Stefanie Kraus, Julian Litzel
Os cientistas gostariam de ver seu dispositivo como uma ferramenta para combater tumores dentro do corpo humano. Esta seria uma terapia muito mais suave do que a radiação tradicional. Um pequeno acelerador poderia ser colocado na extremidade de um endoscópio e tornar-se uma arma na luta contra esta doença mortal no local.
A ideia de um acelerador de elétrons em miniatura, ou acelerador de elétrons nanofotônico (NEA), como os cientistas o chamam, foi proposta em 2015. Além de cientistas da Alemanha, pesquisadores da Universidade de Stanford criaram seu próprio acelerador de elétrons nanofotônico. No entanto, cientistas da Universidade. Friedrich-Alexander foi o primeiro a passar pela fase de revisão do artigo e relatou seu sucesso na revista Nature.
«Pela primeira vez, podemos realmente falar sobre um acelerador de partículas em um [micro]chip”, disse o coautor do estudo Roy Shiloh, físico da FAU.
O tubo de vácuo microscópico do acelerador com diâmetro de apenas 225 nm, muitas vezes mais fino que um fio de cabelo humano, contém milhares de “colunas” individuais, para as quais são direcionados pulsos de laser de potência comparável. Os pulsos excitam um campo eletromagnético no pente, que acelera os elétrons.
O exemplo apresentado do acelerador acelera os elétrons em apenas 43%, dando-lhes uma energia de 40,7 keV dos 28,4 keV originais (quiloelétron-volt). Para fins práticos, isso não é suficiente, mas os cientistas estão apenas no início da jornada e esperam criar aceleradores com energias mais elevadas, embora, é claro, não cheguem ao LHC. Mas será interessante ver como as ferramentas da física fundamental começarão a penetrar na vida cotidiana. Isso não é fantástico?