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| A célula de gás que é um componente-chave do novo acelerador de partículas. (Bjorn "Manuel" Hegelich) |
Os aceleradores de partículas são extremamente úteis em pesquisas científicas, mas – como o Grande Colisor de Hádrons (LHC) – geralmente ocupam grandes quantidades de espaço. Um novo sistema notável desenvolvido na Universidade do Texas em Austin pode mudar isso.
Em experimentos, os pesquisadores conseguiram usar seu acelerador de partículas para gerar um feixe de elétrons com uma energia de 10 bilhões de elétrons-volts (10 GeV) em uma câmara medindo apenas 10 centímetros (4 polegadas).
O instrumento completo mede 20 metros (66 pés) de ponta a ponta. Em comparação, outros aceleradores de partículas que podem gerar feixes de 10 GeV têm cerca de 3 quilômetros (quase 2 milhas) de comprimento – cerca de 150 vezes mais comprimento.
A chave para reduzir o tamanho do sistema de forma tão significativa foi combinar pulsos de laser ultracurtos e de alta energia com gás hélio polvilhado com nanopartículas de alumínio.
Essas partículas aumentam a energia dos elétrons retirados das nanopartículas pelo laser, que são empurrados para as bordas do laser, onde surfam as ondas de plasma induzidas pelo laser como surfistas na esteira de um barco em um lago.
Considerando que a força dessas ondas normalmente seria esmagadora – da mesma forma que os jet skis dominam as ondas deixadas para trás pelos barcos – as nanopartículas oferecem mais estabilidade e permitem que o sistema seja encolhido.
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| A configuração completa para o acelerador de partículas, incluindo os lasers. (Aniculaesei et al., Matéria e Radiação em Extremos, 2023) |
