美國(guó)能源部SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室的研究者在硅晶片上造出線性加速器,讓電子在還不到一根頭發(fā)寬度的長(zhǎng)度內(nèi)實(shí)現(xiàn)加速。一個(gè)普通加速器需要幾英尺的距離才能達(dá)到相同效果。
研究人員在硅晶片上刻出納米尺寸通道,并用真空密閉,利用硅晶片對(duì)于紅外線透明的效果,用紅外線加速電子。
主要研究者斯坦斯大學(xué)的武科維奇(Jelena Vuckovic)說(shuō):“大型加速器就像大型望遠(yuǎn)鏡,世界上只有幾個(gè),科學(xué)家必須到那幾個(gè)地方使用它們。我們想造出縮小的版本,更方便科研工作者使用。”
盡管這個(gè)加速器還處于雛形階段,研究者把它的出現(xiàn)比做以前從大型計(jì)算機(jī)到實(shí)現(xiàn)個(gè)人桌面電腦的飛躍。
研究人員表示,微型線性加速器在研究和醫(yī)療領(lǐng)域都有重要用途,比如可以利用導(dǎo)管直接送達(dá)腫瘤,避免影響正常的生物體組織。
電子要被加速到光速的94%,才能達(dá)到醫(yī)療可用標(biāo)準(zhǔn),這是目前雛形所達(dá)到速度的一千倍。研究人員認(rèn)為,這個(gè)雛形已具備了加速器所有的功能,在2020年底有望實(shí)現(xiàn)所需的能量目標(biāo)。
這個(gè)加速器的設(shè)計(jì)還有一個(gè)特別之處,研究人員用計(jì)算機(jī)使用反向設(shè)計(jì)思路完成了設(shè)計(jì),即從所需的結(jié)果出發(fā),利用軟件反向推理出所需的設(shè)計(jì)。
合作研究者英格蘭(R. Joel England)說(shuō):“有時(shí),反向設(shè)計(jì)能產(chǎn)出人類工程師想不到的方案。”
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