(Imagem: FAU/Laser Physics/Stefanie Kraus/Julian Litzel)
Pesquisadores da Universidade Friedrich-Alexander, na Alemanha, conseguiram desenvolver um microacelerador de partículas totalmente integrado e de tamanho extremamente reduzido.
Este miniacelerador, com dimensões de 500 micrômetros de comprimento e 225 nanômetros de largura (0,5 milímetros e 0,000225 milímetros, respectivamente), é capaz de acelerar elétrons de 28,4 quiloelétron-volts (keV) para até 40,7 keV, representando um ganho de 43% na energia. Essa conquista tem o potencial de revolucionar aplicações em várias áreas, incluindo medicina.
Os aceleradores de partículas tradicionais são enormes e consomem muito espaço, o que resulta em custos elevados para sua construção e operação. O novo microacelerador é construído em um chip e tem um tamanho minúsculo em comparação com os aceleradores convencionais, como o LHC (Grande Colisor de Hádrons), que tem 27 km de comprimento. Além de economizar espaço, essa miniaturização promete abrir portas para aplicações inovadoras.
A equipe de pesquisa combinou duas técnicas para acelerar partículas em distâncias tão curtas: focalização de fase alternada, que utiliza um laser para guiar os elétrons e injetar energia, e um sistema de nanoestruturas geométricas em forma de pilar, que focaliza e “solta” as ondas eletrônicas repetidamente. O ganho real de aceleração foi obtido pela aplicação dessas técnicas inovadoras.
As possíveis aplicações futuras para esses microaceleradores de partículas incluem tratamentos médicos, como radioterapia direcionada para áreas afetadas do corpo, e pesquisa científica em escalas micro e nanométricas. O próximo passo é aumentar o ganho de energia e a corrente de elétrons para tornar o acelerador de partículas em um chip viável para aplicações médicas e científicas. Isso exigirá um aumento significativo no ganho de energia, que pode ser alcançado por meio da expansão das estruturas ou pela proximidade de vários canais na estrutura do chip.
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Fonte: Inovação Tecnológica
