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Gli acceleratori di particelle, come il Large Hadron Collider (LHC), sono utili – e di solito molto grandi – strumenti per studiare alcuni dei fondamenti della fisica delle particelle. Ora, un team di scienziati è riuscito a costruire un tale acceleratore su un chip di silicio.

Sebbene non sia potente come le versioni più grandi, il nuovo chip dell’acceleratore di particelle può essere molto utile per i ricercatori che non sono in grado di accedere alle enormi configurazioni degli acceleratori di particelle.

Questo primo modello è solo un prototipo, ma il team che lo ha realizzato si aspetta che questo sia solo il primo passo per fornire un’alternativa più compatta ai noti acceleratori di particelle di grandi dimensioni, tra cui il Large Hadron Collider (LHC) e lo SLAC National Accelerator Laboratory.

Jelena Vuckovic, dell’Università di Stanford, in California, confronta gli acceleratori di particelle con i grandi telescopi: “Ce ne sono pochi al mondo e gli scienziati devono andare in luoghi come SLAC per usarli“.

Vogliamo miniaturizzare la tecnologia dell’acceleratore in modo da renderla uno strumento di ricerca più accessibile“, ha aggiunto.

 

Lo studio

Per raggiungere questo obiettivo, gli scienziati si sono rivolti alle lunghezze d’onda più brevi dei laser, piuttosto che alla tradizionale accelerazione a microonde utilizzata nello SLAC. Quindi, hanno scolpito un canale su nanoscala di silicio – più piccolo della larghezza di un capello umano – lo hanno sigillato nel vuoto e hanno spinto gli elettroni attraverso di esso usando impulsi di luce infrarossa.

L’accelerazione laser non è esattamente un nuovo concetto, ma questa è la prima volta che gli scienziati sono riusciti ad assemblare un sistema di accelerazione in uno spazio così piccolo, grazie in parte agli algoritmi informatici che hanno contribuito a progettare l’installazione. Il lavoro è stato recentemente pubblicato su Science.

I responsabili dell’articolo scientifico hanno paragonato questo progresso al computer portatile domestico, che ha sostituito i computer mainframe che occupavano intere stanze.