מדענים: אנחנו בדרך למהפכה בתחום מאיצי החלקיקים
טכנולוגיה חדשה המבוססת על קרני לייזר מאפשרת להטעין חלקיקים תת אטומים באנרגיה מבלי להזדקק למאיץ חלקיקים גדול. כעת נותר למצוא דרך להאיץ את החלקיקים במהירות הקרובה למהירות האור בתנאי מעבדה כדי לחולל מהפכה גדולה בתחום
מאיץ החלקיקים הענק במרכז האירופי לחקר הגרעין בז'נבה צילום: אי-אף-פי
החידוש המחקרי הדרמטי, שהתפרסם בכתב העת המדעי Nature, עושה שימוש באנרגיה של קרן לייזר. האנרגיה הזו מאפשרת להאיץ אלקטרונים על גבי שבב זכוכית באורך שלושה מילימטרים. מאיצי החלקיקים עימם משתמש עולם המדע כיום, מאפשרים לחוקרים להניע חלקיקים תת-אטומיים למהירות גבוהה מאוד כשבכך ניתן לפצח אותם על ידי יצירת התנגשות בין החלקיקים השונים. ההתנגשות הזו מאפשרת לחקור את אבני הבניין של חלקיקים אלו, שמרכיבים כל חומר שקיים בטבע.
כזכור לאחרונה העולם נפגש עם פעילות מחקרית מסוג זה בהקשר של הניסוי הפיזיקאלי בו המדענים חיפשו את "החלקיק האלוהי", בוזון היגס, במרכז המחקר CERN בשוויץ. עם זאת הטכנולוגיה המדוברת משמשת גם לפעילויות טריוויאליות יותר כמו יצירת קרני רנטגן וכן גם יצירת תמונה במסכי טלוויזיה מהדור הישן.
הדמייה של התנגשות של שני חלקיקים במהירות עצומה בתוך המאיץ, שהותירה עקבות של בוזון היגס צילום: אי-אף-פי
היתרון הגדול של הטכנולוגיה החדשה, אותה הציגו החוקרים האמריקנים, הוא בכך שנעשה כאן שימוש במערכות לייזר ובטכניקות אחרות שכבר קיימות כיום בידי האנושות ושמאפשרות להטעין את החלקיקים באופן קל ופשוט באנרגיה הדרושה לביקועם. מבחינה זו באם יצליחו החוקרים לפתח את הרעיון הזה, ניתן יהיה לייצר מאיצי חלקיקים מיניאטוריים שיוכלו לשמש את עולם המחקר והטכנולוגיה במגוון רחב של תחומים.
הפיזיקאי יואל אינגלנד ממכון SLAC ציין כי "עלינו עדיין להתמודד עם מספר אתגרים לפני שהטכנולוגיה תהפוך ליישומית בעולם האמתי, אך כאשר זה יקרה היא תוריד משמעותית את המחיר והגודל של מאיצי החלקיקים העתידיים שישמשו למחקר הכוחות והחלקיקים הבסיסיים בטבע".
לדבריו השבב עשוי הזכוכית שיוצר במכון מכיל בתוכו סדרה של ננו-חריצים. חריצים אלו מאפשרים לשדה החשמלי של הלייזר לטעון באנרגיה רבה מאד את האלקטרונים שעוברים דרך השבב. העלאה זו של האנרגטיות של החלקיקים היא חלק מהתהליך הנעשה גם במאיץ חלקיקים גדול. עם זאת עדיין ניצב בפני החוקרים מחסום מרכזי בדמות הצורך להאיץ את החלקיקים למהירות הקרובה למהירות האור.
כיום הטכנולוגיה היחידה שמאפשרת האצה מסוג זה היא על ידי שימוש במאיצי חלקיקים ענקיים. אולם אם תמצא שיטה להפוך את השלב של האצת המהירות לקומפקטי יותר, תבשיל הטכנולוגיה לכדי מהפכה בתחום הפיזיקה. לשם השוואה, חלקיקים שיואצו במאיץ כזה המתבסס על לייזר יוכלו לצבור את האנרגיה הדרושה לפיצוחם תוך מעבר מסלול של כ-300 מטרים, זאת לעומת מסלול של כשלושה קילומטרים במאיץ קונבנציונאלי שקיים כיום.
"טכנולוגיה כזו תוביל אותנו לפיתוח מגוון של מכשירים קטנים ושימושיים מאד כגון: מכשירי אבטחה שיפעלו על בסיס קרני רנטגן, מכשירים רפואיים ומכשירים אופטיים לייצור תמונה", ציין אינגלנד.
היכנסו לעמוד הפייסבוק החדש של nrg
נא להמתין לטעינת התגובות
אקו"ם