Сегодня 03 октября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные приблизились к созданию ускорителя электронов размером с обувную коробку

Исследователи из Стэнфордского университета разработали и создали крошечный ускоритель электронов, который может быть собран в корпусе размером с коробку из-под обуви. Когда-нибудь они заменят мегадорогие ускорители для передовых исследований в физике и внесут кардинальные перемены в медицинское обслуживание, промышленность и даже повседневную жизнь.

 Источник изображения:  Moore Foundation / Payton Broaddus

Источник изображения: Moore Foundation / Payton Broaddus

Исследователи показали, что кремниевый диэлектрический лазерный ускоритель (DLA) способен как ускорять, так и направлять электроны, создавая сфокусированный пучок электронов высокой энергии. «Если бы электроны были микроскопическими автомобилями, мы бы как будто впервые сели за руль и нажали на газ», — пояснила 23-летняя Пейтон Броддус (Payton Broaddus), кандидат наук в области электротехники и ведущий автор статьи, опубликованной 23 февраля с подробным описанием прорыва в журнале Physical Review Letters.

Сегодня ускорители частиц не отличаются компактностью, начинаясь от размеров с приличный рабочий стол и заканчивая Большим адронным коллайдером с кольцом длиной почти 27 км. Это дорогостоящие научные приборы, использовать которые полноценно могут в основном академические учёные. Создание компактных и относительно недорогих или вовсе недорогих ускорителей позволит применять их в медицине для детальной визуализации внутренних тканей органов человека и для лечения опухолей. Ускорители помогут с анализом материалов, веществ и с неразрушающим контролем качества. Наконец, появятся приборы, по-настоящему показывающие нитратный и даже молекулярный состав купленных в магазине фруктов и овощей.

Около 10 лет назад исследователи из Стэнфорда начали экспериментировать с наноразмерными структурами, изготовленными из кремния и стекла, которые без деформаций выдерживали большие перепады температур, чем металлические части ускорителей. В 2013 году был создан прототип крошечного ускорителя из стекла на основе импульсных инфракрасных лазеров, который успешно разгонял электроны. Под эту разработку Фонд Гордона и Бетти Мур в рамках международного сотрудничества Accelerator on Achip (ACHIP) выделили средства на создание мегаэлектронвольтового ускорителя размером с обувную коробку.

 Изображение трека для создания сфокусированного пучка электронов. Источник изображения: Physical Review Letters

Изображение трека для создания сфокусированного пучка электронов. Источник изображения: Physical Review Letters

В результате исследований была разработана микроструктура, которая оказалась способна фокусировать пучок электронов в двух плоскостях, ускоряя и направляя их вдоль горизонтальной плоскости. Электроны вводятся с одной стороны субмиллиметрового трека, а с обоих его концов происходит импульсное освещение лазерами. Предложенное решение позволило придать электронам дополнительно 25 % энергии — ускорить их до 23,7 кэВ. Это ускорение сопоставимо с возможностями классических настольных ускорителей, но реализовано в «коробке из-под обуви».

Дальнейшее совершенствование схемы позволит поднять энергию ускорения до запланированного уровня в 1 МэВ. Каскад таких ускорителей или использование на начальном этапе других схем, например, этой, созданной коллегами из Университета Фридриха-Александра в Эрлангене и Нюрнберге (FAU), позволит изготавливать компактные усилители с разгоном электронов до субсветовых скоростей. Но это работа для далёкого будущего. Сейчас в этом направлении сделаны хоть и успешные, но только первые шаги.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Starbreeze в честь второй годовщины Payday 3 объявила об отмене обещанного офлайн-режима, о котором фанаты просили с самого релиза 2 ч.
Epic Games Store устроил раздачу неовикторианского выживания Nightingale от команды бывшего руководителя BioWare 4 ч.
Нелинейная партийная RPG Starfinder: Afterlight отправит в галактику, где соединились магия и технологии — новый геймплейный трейлер 7 ч.
Facebook и Instagram обязали вернуть хронологические ленты в качестве стандартных, но только в Нидерландах 7 ч.
Музыкальные лейблы будут лицензировать контент разработчикам для «этичного» обучения ИИ 7 ч.
Starbreeze отменила кооперативный экшен по Dungeons & Dragons ради Payday — «одной из самых знаковых франшиз в игровой индустрии» 7 ч.
Затраты — выше, безопасность — ниже: Google снова посетовала на заградительное лицензирование Microsoft 8 ч.
Сэма Альтмана поймали за руку при попытке украсть видеокарту — это самое популярное ИИ-видео в Sora 8 ч.
YouTube тестирует новый интерфейс мобильного приложения — реакция пользователей ожидаемо негативная 9 ч.
Суд США разрешил прокуратуре взломать Telegram, но у неё не получилось 11 ч.
Microsoft вложит $33 млрд в бывшую Yandex N.V. и другие «неоклауды», чтобы побороть дефицит мощностей для ИИ 2 ч.
RTX 5090 в 26 раз быстрее Radeon HD 5870: большой тест 180 видеокарт, вышедших с 2009 по 2025 год 2 ч.
У мозга появился конкурент — ДНК-компьютер с невероятно доступным источником питания 2 ч.
Microsoft потратит $33 млрд на доступ к 100+ тыс. NVIDIA GB300 в неооблаках, но со временем хочет перейти на свои ИИ-ускорители 3 ч.
В России начались продажи смартфонов Xiaomi 15T и 15T Pro с камерами Leica — от 54 990 рублей 4 ч.
Почти все новые iPhone разошлись лучше ожиданий — только одна модель не снискала популярности 5 ч.
HP представила 49-дюймовый офисный монитор Series 5 Pro с выдвижной веб-камерой и геймерскими характеристиками 6 ч.
Японцы научили ИИ видеть сквозь стены при помощи Wi-Fi 6 ч.
iPhone 17 Pro обвесили кулерами для SSD — и он выдержал стресс-тест почти без тротлинга 6 ч.
Продажи Tesla рванули до исторического рекорда, но впереди — резкий спад 6 ч.