ساخت شتاب‌دهنده روی تراشه برای شتاب‌دهی به الکترون

برای اولین بار دانشمندان تراشه‌ای ساختند که می‌تواند الکترون را شتاب دهد. در این روش از لیزر مادون قرمز برای این کار استفاده می‌شود.

آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده SLAC که در کنار دانشگاه استنفورد واقع بوده دارای ابزار دو مایلی است که در آن الکترون‌ها درون یک لوله خلاء، شتاب داده می‌شود. محققان دانشگاه استنفورد و SLAC تراشه‌ای ساختند که می‌تواند تقریبا همین کار را انجام دهد، البته با کسری از سرعت آن در آن ابزار دو مایلی.

این گروه تحقیقاتی در مقاله‌ای که منتشر کردند نشان دادند چگونه نانوکانال را روی سیلیکون ایجاد کردند و درون آن خلاء ایجاد کرده و الکترون‌ها با استفاده از پرتو مادون قرمز درون این نانوکانال شتاب داده می‌شوند.

این شتاب‌دهنده روی تراشه، نمونه‌ اولیه است اما محققان این پروژه معتقداند که می‌توان این تراشه‌ را به تولید انبوه رساند و از آن برای تحقیقات در حوزه شیمی، علم مواد و زیست‌شناسی استفاده کرد. این تراشه می‌تواند دانشمندان را از شتاب‌دهنده بزرگ بی‌نیاز کند.

وچوویک می‌گوید: «شتاب‌دهنده بزرگ همانند یک تلسکوپ قدرتمند است، تنها تعداد محدودی از دانشمندان می‌توانند از آن استفاده کنند و این ابزار تنها در اختیار کسانی خواهد بود که بتوانند به SLAC بیایند. ما می‌خواستیم که این شتاب‌دهنده را کوچک‌سازی کنیم تا این ابزار تحقیقاتی در دسترس دیگران هم باشد.»

اعضاء این تیم تحقیقاتی معتقداند که فناوری شتاب‌دهنده روی تراشه می‌تواند به پرتودرمانی جدید سرطان کمک کند. در حال حاضر، دستگاه‌های پرتونگاری پزشکی یک اتاق را پر کرده و پرتو روی بخش تومور متمرکز می‌شود و بیمار ملزم به پوشیدن سپر سربی است تا آسیب کمتری به اندام‌های سالم وارد شود.

در این مقاله، محققان نشان دادند که با استفاده از این فناوری می‌توان الکترون‌ها را مستقیم به بافت تومور رساند و نیاز به تجهیزات پیچیده و بزرگ نیست.

دانشمندان قصد دارند الکترون‌ را تا 94 درصد سرعت نور شتاب‌ دهند و از این الکترون‌ها برای مقاصد تحقیقاتی و پزشکی استفاده کنند.