斯坦福大學的研究人員利用紅外線研發出微型粒子加速器

  斯坦福大學的研究人員已經研發出一個微型的粒子加速器,它的一些功能壓縮到一個微小的硅芯片上。要知道,它的功能遠不如當前版本的全尺寸版本強大,但研究人員相信,他們可以在2020年底前將設計規模擴大到所需的功率。

  傳統的粒子加速器利用微波脈衝來推動電子前進。微波從波峰到波谷的長度為4英寸,對他們的新加速器來說太長了。相反,研究小組選擇使用紅外光,紅外光的波長只有人類頭髮的十分之一。縮短的波長允許電子在更短的距離內加速,但也意味著加速器的其他方面必須比傳統加速器的結構縮小10萬倍。

斯坦福大學的研究人員利用紅外線研發出微型粒子加速器

  為了實現這一目標,斯坦福大學的工程師們使用了反向設計計算法,這種算法允許他們反向工作,具體規定他們希望芯片產生多少光能。這反過來又有助於指導研究人員構建正確的納米結構,使光子與電子進行適當的接觸。

  目前,原型加速器只能提供一個階段的加速。為了用於研究或醫療目的,電子需要被加速到光速的95%。在目前的情況下,電子需要經過1000個這樣的階段才能達到那個水平。

  這可能聽起來令人生畏,但因為加速器是一個完全集成的電路,增加它的能力應該不是那麼困難。事實上,他們希望能在今年年底實現這一目標,屆時芯片的尺寸將不超過1英寸。


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