研究人员创造了一种适合硅芯片的粒子加速器

粒子加速器是用于借助电磁辐射将粒子推进到疯狂速度的设备。这些设备可能长达数千米，就像世界上功能最强大的加速器，位于瑞士的欧洲核子研究组织的大型强子对撞机(LHC)一样。但是研究人员现在已经创建了一种从头到尾大小与头发一样大的粒子加速器。

在粒子物理学中，加速器用于执行各种实验，这些实验要求带电粒子具有相当高的速度和能量。粒子以精确的间隔和角度受到电磁辐射的轰击，以使其比以前更快地推进。加速器不一定像大型强子对撞机那样大。大小取决于所需的速度和能量以及所使用的辐射。

斯坦福大学和SLAC国家加速器实验室的研究人员希望“最小化加速器技术”，以便在实验室中更可行地使用它。该团队能够提出一种粒子加速器，该加速器利用硅芯片发射的红外辐射脉冲来推动粒子。

传统的加速器使用微波，而研究小组则使用红外波，因为它可以在较短的距离内更快地推动带电粒子。因此，加速器上的结构将比传统加速器的铜结构小100,000倍。该团队借助逆向设计算法从头开始设计了加速器，即真空密封的硅芯片。该软件帮助研究人员设计了基于红外辐射的芯片所需的纳米级结构。

该软件提出了一个奇怪的结构，该结构由容纳硅线的通道组成，这些硅线从通道的特定位置伸出。来自芯片的红外激光每秒脉冲100,000次，释放出光子，该光子撞击通道中的电子并使它们向前加速。研究人员的目标是创建一个单级加速器，到2020年可以将电子提升到光速的94%或100万电子伏特(1MeV)。当前的原型需要大约1000级才能实现1MeV。研究人员还已经开始研究该芯片的抗癌应用。