Chế tạo thành công máy gia tốc hạt nhỏ nhất thế giới

Thiết bị có kích thước chỉ bằng đồng xu là bằng chứng cho thấy giới hạn của khoa học là không thể đong đếm.

Trong một nghiên cứu mới được công bố, các nhà vật lý tại Đại học Maryland, Mỹ, đã chế tạo một máy gia tốc có kích thước bằng một đồng xu, có tên gọi là máy gia tốc điện tử nanophotonic (NEA).

Chế tạo thành công máy gia tốc hạt nhỏ nhất thế giới, có kích thước chỉ bằng đồng xu. (Ảnh: FAU).

Cấu tạo của nó bao gồm một vi mạch chứa một ống gia tốc cực nhỏ chỉ dài 0,5mm, rộng khoảng 225 nanomet. Kích thước này nhỏ hơn khoảng 54 triệu lần so với Máy gia tốc hạt lớn (LHC). Chiếc máy sử dụng xung laser gia tốc các hạt electron tích điện âm.

Trong quá trình thí nghiệm, các nhà khoa học đã sử dụng NEA để gia tốc các electron từ giá trị năng lượng 28,4 kiloelectron volt (keV) lên mức 40,7keV, tăng khoảng 43%.

Mặc dù mức năng lượng này chỉ bằng một phần triệu so với LHC, tuy nhiên các nhà khoa học vẫn có thể cải thiện thiết kế của NEA để gia tốc electron nhiều hơn nữa.

Trong tương lai, người ta có thể sử dụng máy gia tốc NEA trong nhiều lĩnh vực, bao gồm nghiên cứu cơ bản, y học, khoa học vật liệu...

Ví dụ, năng lượng phát ra từ các electron được gia tốc trong máy NEA có thể thay thế những phương pháp xạ trị, tiềm ẩn nhiều rủi ro, dùng để tiêu diệt tế bào ung thư hiện nay.

"Một trong những ứng dụng tiềm năng là đặt máy gia tốc hạt lên ống nội soi để thực hiện xạ trị trực tiếp tại vùng bị ảnh hưởng trong cơ thể", Tomas Chlouba, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.