Funziona il primo acceleratore di particelle in miniatura

Funziona il primo acceleratore di particelle in miniatura: lungo appena 0,5 millimetri, usa brevissimi impulsi laser per accelerare gli elettroni con un guadagno di energia del 43%. Il risultato è stato ottenuto dai fisici tedeschi dell'Università Friedrich-Alexander di Erlangen-Norimberga, che pubblicano il loro studio sulla rivista Nature, e contemporaneamente da un team dell'Università di Stanford, il cui articolo è ancora in fase di revisione. Si tratta di un primo importante passo verso la realizzazione di nano acceleratori che in futuro potrebbero essere applicati sugli endoscopi per somministrare la radioterapia in modo più mirato e sicuro.

L'obiettivo è ancora lontano, sottolineano i ricercatori, ma "per la prima volta possiamo davvero parlare di un acceleratore di particelle su chip".
Quando si pensa a un acceleratore di particelle, la mente va subito al Large Hadron Collider (Lhc) del Cern di Ginevra, il tunnel a forma di anello lungo circa 27 chilometri utilizzato da ricercatori di tutto il mondo per condurre ricerche sulle particelle elementari. Tuttavia questi enormi acceleratori rappresentano un’eccezione. Sono più comuni quelli usati nella diagnostica per immagini o per la radioterapia contro i tumori, dispositivi grandi diversi metri e piuttosto ingombranti.

Nel tentativo di ridurre le dimensioni e migliorare le prestazioni, i fisici di tutto il mondo stanno lavorando sugli acceleratori nanofotonici, strutture lunghe appena 0,5 millimetri dove gli elettroni vengono accelerati da impulsi laser ultra brevi all'interno di un canale largo solo circa 225 milionesimi di millimetro (nanometri).
I ricercatori sono ora riusciti per la prima volta a guidare e accelerare gli elettroni in questi acceleratori in miniatura, ottenendo un guadagno di energia del 43% pari a 12 kiloelettronvolt. Questa dimostrazione è solo l’inizio. Ora l'obiettivo è aumentare il guadagno di energia di un fattore di circa 100 affinché l'acceleratore di particelle su chip possa essere utilizzato per applicazioni in medicina.