محققان دانشگاه استنفورد می‌توانند شتاب دهنده‌ های ذرات را ۱۰۰۰ برابر کوچکتر کنند

شتاب دهنده‌ های ذرات یکی از رکن‌های اساسی در زمینه درک فیزیک زیر اتمی به شمار می‌روند اما تا به حال پژوهشگران با بهره گیری از تکنولوژی روز تنها توانسته‌اند نمونه‌های بزرگی از آنها را بسازند. به تازگی محققان دانشگاه استنفورد تصمیم گرفته‌اند تا با به کار بستن روش‌هایی متفاوت، شتاب دهنده‌ های ذرات را ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر کوچکتر کنند.

آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده اسلاک که متعلق به وزارت نیرو ایالات متحده آمریکا  است اما توسط دانشگاه استنفورد اداره می‌شود، قصد دارد در یک محل جدید تاسیساتی به نام FACET-II برای آزمایش شتاب دهنده‌ های ذرات برپا کند. در این تاسیسات سعی می‌شود تا پرتو‌های الکترونی با کیفیت بسیار بالایی تولید گردد تا روش‌های شتاب دهنده‌ی پلاسمای به صرفه‌تر و کوچکتری توسعه یابد.

یکی از این تکنیک‌ها، روش شتاب دهنده‌ی پلاسمای wakefield است. در این روش سعی می‌شود که الکترون‌های به شدت انرژی یافته از پلاسما شلیک شوند و در واقع یک wake شکل بگیرد تا انرژی لازم برای عقب نشینی ذرات فراهم آید.

این در حالی است که شتاب دهنده‌های فعلی به کیلومتر‌ها مسافت نیاز دارند تا انرژی شتاب دهنده‌ی کافی فراهم آورند اما با روش جدید تنها مسیری چند متری کافی است. علاوه بر این FACET-II به احتمال قوی قادر خواهد بود که شتاب دهنده‌های ذراتی برای پوزیترون‌ها را هم فراهم آورد و منبع الکترونی جدیدی نظیر لیزر‌های اکس ری بسیار روشن را توسعه دهد.

گفتنیست پوزیترون در واقع  ضدذره سبکی است که تنها اختلاف آن با الکترون در علامت بار است. این ذره تک بار و خیلی سبک در اتاقک ابر واقع در میدان مغناطیسی در جهتی متناظر با بار مثبت منحرف می‌شود.

فرآیند ساخت این تاسیسات تا سال ۲۰۱۹ میلادی طول خواهد کشید و ۲۶ میلیون دلار هزینه خواهد برد. با این حال اگر تحقیقات مورد بررسی در این تاسیسات به نتیجه برسد، در تولید شتاب دهنده‌ های ذرات هزینه‌های زیادی ذخیره خواهد شد و می‌تواند تغییرات شگرفی در حوزه‌ی فیزیک زیر اتمی به وجود آید.

تماشا کنید: دانشگاه استنفورد تونل باد پیشرفته ای ساخته تا پهپادهای متعادل تری تولید کند