Apesar de ter apenas 3 milímetros de comprimento, o chip acelera os elétrons a uma taxa 10 vezes superior à obtida com a tecnologia convencional. [Imagem: Matt Beardsley, SLAC]
Aceleradores de mesa
O LHC é o acelerador de partículas mais conhecido, um anel de 27 km de circunferência que custou vários bilhões de dólares.
Os aceleradores de elétrons costumam ser menores e mais baratos - embora "menor" e "barato" sejam termos bem relativos nesse caso.
Mas não é o caso do acelerador de elétrons construído por Edgar Peralta e Ken Soong, da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos.
Em um avanço que poderá miniaturizar de vez uma tecnologia largamente usada em experimentos que vão da ciência dos materiais à medicina, eles construíram um acelerador de elétrons que cabe em um chip - e um chip muito pequeno.
Como foi fabricado com lasers comerciais e técnicas de fabricação industrial de baixo custo, os pesquisadores acreditam que o "acelerador em um chip" abre o caminho para novas gerações de aceleradores "de mesa".
"Nosso objetivo último para essa estrutura é alcançar 1 bilhão de elétron-volts por metro, e já percorremos um terço do caminho em nosso primeiro experimento," disse o professor Robert Byer, um dos líderes do projeto.
Acelerador de elétrons
Os aceleradores atuais usam micro-ondas para acelerar os elétrons. O chip-acelerador usa um conceito diferente, baseado em lasers.
As partículas geralmente são aceleradas em duas etapas. Primeiro, elas são impulsionadas até quase a velocidade da luz. A partir daí, qualquer aceleração adicional aumenta a sua energia, mas não a sua velocidade - este é o maior desafio.
O acelerador em um chip entra na segunda etapa, depois que os elétrons já receberam o empurrão inicial.
Princípio de funcionamento do chip acelerador de elétrons. [Imagem: Edgar A. Peralta]
Ao entrar no chip, os elétrons são focalizados em um canal com 500 nanômetros de diâmetro escavado no interior de uma pastilha de vidro de óxido de silício.
O canal não é liso, mas cheio de ranhuras, nas quais a luz infravermelha emitida por um laser gera campos elétricos que interagem com os elétrons, aumentando sua energia.
Com força total, o chip pode colocar os elétrons em uma energia similar à obtida com o acelerador linear de 3,2 km da Universidade de Stanford.
Para criar um acelerador de elétrons realmente miniaturizado, contudo, os pesquisadores precisarão compactar também a primeira parte da aceleração, aquela que despeja os elétrons na entrada do chip - no momento, mesmo com um chip de 3 milímetros, a estrutura toda mediria cerca de 30 metros.
FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA
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