Pieneksi menee hiukkasten kiihdyttäminen.
Pieneksi menee hiukkasten kiihdyttäminen.

Läpimurto lupaa muun muassa kannettavia röntgenlaitteita. 

Lasertekniikkaa hyödyntämällä fyysikot ovat onnistuneet kehittämään riisinjyvää pienemmän hiukkaskiihdyttimen. Naturessa kuvattu kapistus voi auttaa ratkaisevasti kutistamaan nykyisiä massiivisia törmäyttimiä, joilla tutkitaan aineen perusrakennetta. Lisäksi menetelmän pohjalta on mahdollista tulevaisuudessa rakentaa pöytäkoon kiihdyttimiä ja röntgenlaitteita tieteentekijöiden, lääkäreiden ja turvatarkastajien käyttöön.

Yhdysvaltain kansallisen kiihdytinlaboratorion SLAC:n tutkijoiden keksimällä tekniikalla voitaisiin saavuttaa laboratorion käyttämän, yli kolme kilometriä pitkän lineaarikiihdyttimen teho vain 30 metrin mitalla. Hiukkaset kerryttävät energiaa metrin matkalla 300 miljoonaa elektronivolttia, kymmenen kertaa tehokkaammin kuin nykyisellä lineaarikiihdyttimellä. Tavoitteena on kuitenkin saada energia kasvamaan miljardi elektronivolttia  metrillä.

Nykykiihdyttimet käyttävät elektronien kiihdyttämiseen mikroaaltoja. Uudessa menetelmässä ultranopeat laserit ottavat mikroaaltojen tehtävän.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Hiukkaset kiihdytetään yleensä kahdessa vaiheessa. Ensin ne hoputetaan lähes valonnopeuteen, minkä jälkeen lisäkiihdyttäminen kasvattaa hiukkasten energiaa, muttei nopeutta.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Sirukiihdytinkokeessa tukijat ensin piiskasivat tavallisella kiihdyttimellä elektronit lähelle valonnopeutta. Sitten ne ohjattiin kanavaan, joka oli valmistettu kolmen millin pituiseen piilasista tehtyyn siruun. Kanavaan oli uurrettu vakoja, joiden ansioista laservalo voimistaa kanavassa kulkevien elektronien energiamäärää.

Tulevaisuuden pienkiihdyttimet edellyttävät, että kiihdytyksen ensimmäinen vaihe eli elektronien nopeuden kasvattaminen voidaan myös suorittaa pienemmillä laitteilla. Tätä kehittelevätkin SLAC:n ryhmän kvanttioptiikkaan perehtyneet työtoverit Max Planck -instituutissa Saksassa.

Oheisella videoanimaatiolla selitetään englanniksi, miten mikrokiihdytin toimii. Videon on tehnyt Greg Stewart, SLAC National Accelerator Laboratory.

Sisältö jatkuu mainoksen alla