سه شنبه ۰۸ اسفند ۱۴۰۲
۱۲:۳۱ - ۰۸ آبان ۱۴۰۲ کد خبر: ۱۴۰۲۰۸۰۵۶۲
اختراعات و پژوهش های علمی

کوچکترین شتاب‌دهنده ذرات جهان ساخته شد

شتاب دهنده ذرات,کوچکترین شتاب‌دهنده ذرات جهان
کوچکترین شتاب‌دهنده ذرات جهان، ۵۴ میلیون بار کوچک‌تر از «برخورد دهنده هادرونی بزرگ» است و می‌تواند امیدبخش باشد.

به گزارش ایسنا به نقل از اسپیس، دانشمندان برای اولین بار کوچک‌ترین شتاب‌دهنده ذرات جهان را ساخته‌اند. این نمونه موفقیت‌آمیز که به اندازه یک سکه کوچک است، می‌تواند روزنه‌ای را به روی طیف گسترده‌ای از کاربردها، از جمله استفاده کردن از شتاب‌دهنده‌های کوچک ذرات در بیماران انسان باز کند.

فناوری جدید که به عنوان «شتاب‌دهنده الکترونی نانوفوتونیکی»(NEA) شناخته می‌شود، از یک ریزتراشه کوچک تشکیل شده که یک لوله خالی کوچک‌تر ساخته‌ شده از چندین میله را در خود جای داده است. پژوهشگران می‌توانند با شلیک کردن پرتوهای لیزری کوچک به این میله‌ها، الکترون‌ها را شتاب دهند.

لوله اصلی تقریبا ۰.۵ میلی‌متر طول دارد و ۵۴ میلیون بار کوتاه‌تر از حلقه ۲۷ کیلومتری است که «برخورددهنده هادرونی بزرگ»(LHC) مرکز «سرن»(CERN) در سوئیس را تشکیل می‌دهد. برخورددهنده هادرونی بزرگ، بزرگترین و قوی‌ترین شتاب‌دهنده ذرات در جهان به شمار می‌رود که طیفی از ذرات جدید مانند «بوزون هیگز» (Higgs boson)، نوترینوهای شبح‌مانند و ذره مرموز ایکس را کشف کرده است.

داخل تونل کوچک شتاب‌دهنده الکترونی نانوفوتونیکی، تنها حدود ۲۲۵ نانومتر عرض دارد. این در حالی است که براساس گزارش «موسسه ملی نانوفناوری»(National Nanotechnology Institute)، موهای انسان بین ۸۰ هزار تا ۱۰۰ هزار نانومتر ضخامت دارند.

پژوهشگران «دانشگاه فردریش الکساندر ارلانگن نورنبرگ»(FAU) در آلمان، از این شتاب‌دهنده کوچک برای شتاب دادن الکترون‌ها از انرژی ۲۸.۴ کیلوالکترون ولت به ۴۰.۷ اینچ ولت استفاده کردند. بدین ترتیب، شتاب الکترون‌ها حدود ۴۳ درصد افزایش یافته است.

طرح ساخت چنین شتاب‌دهنده کوچکی اولین بار در سال ۲۰۱۵ پیشنهاد شد. به گفته پژوهشگران، این اولین بار است که یک شتاب‌دهنده الکترونی نانوفتونیک با موفقیت ساخته می‌شود. پژوهشگران «دانشگاه استنفورد» پیشتر این شاهکار را با مینی‌شتاب‌دهنده خود انجام داده‌اند اما نتایج کار آنها هنوز در دست بررسی است.

«روی شیلو»(Roy Shiloh) فیزیک‌دان دانشگاه فردریش الکساندر ارلانگن نورنبرگ و از پژوهشگران این پروژه گفت: ما برای اولین بار واقعا می‌توانیم در مورد یک شتاب‌دهنده ذرات صحبت کنیم که روی یک ریزتراشه قرار دارد.

برخورددهنده هادرونی بزرگ، بیش از ۹۰۰۰ آهن‌ربا را برای ایجاد میدان مغناطیسی به کار می‌گیرد که ذرات را تا حدود ۹۹.۹ درصد سرعت نور شتاب می‌دهند. شتاب‌دهنده الکترونی نانوفوتونیکی نیز یک میدان مغناطیسی را ایجاد می‌کند اما کار خود را با شلیک پرتوهای نور به میله‌های لوله خالی انجام می‌دهد. این کار، انرژی را به درستی تقویت می‌کند اما میدان انرژی حاصل‌شده بسیار ضعیف‌تر است.

الکترون‌هایی که توسط شتاب‌دهنده الکترونی نانوفوتونیکی شتاب می‌گیرند، فقط حدود یک میلیونیم انرژی ذرات شتاب‌داده‌شده توسط برخورددهنده هادرونی بزرگ را دارند. با وجود این، پژوهشگران بر این باورند که می‌توانند طراحی شتاب‌دهنده الکترونی نانوفوتونیکی را با استفاده از مواد جایگزین یا چیدن لوله‌های متعدد در کنار یکدیگر بهبود ببخشند تا سرعت ذرات را افزایش دهند. در هر حال، آنها هرگز به سطح انرژی مشابه برخورددهنده‌های بزرگ نخواهند رسید.

با توجه به اینکه هدف اصلی از ایجاد این شتاب‌دهنده‌ها، استفاده کردن از انرژی منتشر شده توسط الکترون‌های شتاب‌دار در درمان‌های پزشکی هدفمند است تا جایگزین انواع آسیب‌رسان پرتودرمانی برای کشتن سلول‌های سرطانی شود، این شتاب‌دهنده ممکن است کارآمد باشد.

«توماس کلوبا»(Tomáš Chlouba) فیزیک‌دان دانشگاه فردریش الکساندر ارلانگن نورنبرگ و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: کاربرد رویایی این طرح، قرار دادن یک شتاب‌دهنده ذرات روی آندوسکوپ است تا بتوان پرتودرمانی را مستقیما در ناحیه آسیب‌ دیده بدن انجام داد اما هنوز راه زیادی تا رسیدن به این هدف باقی مانده است.

این پژوهش در مجله «نیچر»(Nature) به چاپ رسید.

  • 15
  • 5
۵۰%
همه چیز درباره
نظر شما چیست؟
انتشار یافته: ۰
در انتظار بررسی:۰
غیر قابل انتشار: ۰
جدیدترین
قدیمی ترین
مشاهده کامنت های بیشتر
رودریگو هرناندز بیوگرافی «رودریگو هرناندز»؛ ستاره ای فراتر از یک فوتبالیست | هوش و تفکر رمز موفقیت رودری

تاریخ تولد: ۲۲ ژوئن ۱۹۹۶

محل تولد: مادرید، اسپانیا

حرفه: فوتبالیست 

پست: هافبک دفاعی

باشگاه: منچسترسیتی

قد: ۱ متر ۹۱ سانتی متر

ادامه
کیلیان امباپه بیوگرافی کیلیان امپاپه؛ اعجوبه جوان فوتبال اروپا

تاریخ تولد: ۲۰ دسامبر ۱۹۹۸

محل تولد: پاریس، فرانسه

حرفه: فوتبالیست

پست: وینگر چپ فوروارد

باشگاه: پاریسن ژرمن

آغاز فعالیت: ۲۰۰۴ تاکنون

ادامه
عین الله دریایی بیوگرافی عین الله دریایی پیشکسوت تئاتر ایران

تاریخ تولد: دهه ۱۳۲۹ 

محل تولد: تهران

حرفه: بازیگر تئاتر و سینما

سال های فعالیت: پیش از انقلاب تاکنون

شهرت: با سریال مگه تموم عمر چندتا بهار

ادامه
مارکوس گالپرین بیوگرافی مارکوس گالپرین؛ میلیاردر آرژانتینی

تاریخ تولد: ۳۱ اکتبر ۱۹۷۱

محل تولد: بوینس آیرس، آرژانتین

حرفه: سرمایه گذار، کارآفرین

شناخته شده برای: یکی از بنیانگذاران MercadoLibre

تحصیلات: دانشگاه پنسیلوانیا، دانشگاه استنفورد

دارایی: ۵.۳ میلیارد دلار 

ادامه
اردشیر کاظمی بیوگرافی اردشیر کاظمی؛ پیشکسوت سینمای ایران

تاریخ تولد: ۲۹ آبان ۱۳۱۷

محل تولد: بندرانزلی، ایران

محل زندگی: تهران

حرفه: بازیگر سینما، تلویزیون

آغاز فعالیت: سال ۱۳۴۹ تاکنون

همسر: ندارد

ادامه
ژاوی هرناندز بیوگرافی ژاوی هرناندز؛ فوتبالیست افسانه‌ای و مربی آینده‌دار

تاریخ تولد: ۲۵ ژانویه ۱۹۸۰

محل تولد: تراسا، اسپانیا

حرفه: فوتبالیست سابق، مربی فوتبال

پست: هافبک میانی

باشگاه: بارسلونا

قد: ۱ متر ۷۰ سانتی متر

ادامه
یورگن کلوپ بیوگرافی یورگن کلوپ، یکی از برجسته‌ترین مربیان فوتبال جهان

تاریخ تولد: ۱۶ ژوئن ۱۹۶۷

محل تولد: اشتوتگارت، آلمان

پست سابق: مهاجم، دفاع راست، مدافع میانی

حرفه: بازیکن سابق فوتبال، مربی فوتبال

قد: ۱ متر ۹۴ سانتی متر

ادامه
گیلدا ویشکی بیوگرافی گیلدا ویشکی بازیگر جوان سینما ایران

تاریخ تولد: ۱۰ مهر ۱۳۷۰

محل تولد: تهران

حرفه: بازیگر سینما، تلویزیون و تئاتر، نوازنده

تحصیلات: ارشد بازیگر از مدرسه گارجنیدزه لهستان

شروع فعالیت: سال ۱۳۹۳ تاکنون

ادامه
اردلان سرافراز بیوگرافی اردلان سرافراز؛ شاعر آهنگ های پرخاطره

تاریخ تولد: ۲۴ تیر ۱۳۲۹

محل تولد: داراب، استان فارس، ایران

محل زندگی: فرانکفورت، آلمان

ملیت: ایرانی

حرفه: شاعر و ترانه سرا

زمینه کاری: ادبیات فارسی

ادامه
ویژه سرپوش