Acelerador de partículas terahertz cabe na palma da sua mão

O miniacelerador usa radiação terahertz, que pode ser reciclada para um segundo estágio de aceleração.
[Imagem: DESY]

Miniacelerador de elétrons

Engenheiros alemães vêm trabalhando há alguns anos em miniaceleradores de partículas, versões ultraminiaturizadas de alguns dos maiores laboratórios do mundo, como o LHC, Desy ou o brasileiro Sirius.

A equipe acaba de apresentar seu último protótipo: Um acelerador de partículas medindo 1,5 centímetro de comprimento e 0,79 milímetro de diâmetro.

E ele veio com uma novidade especial: o aparelho é capaz de reciclar a energia do laser que o alimenta para dar um segundo empurrão nos elétrons que estão sendo acelerados. Isso não apenas representa um ganho de energia, como permite que esses miniaceleradores possam ser cascateados quando for necessário produzir uma energia maior.

Acelerador terahertz

A miniaturização do dispositivo foi possível porque ele usa radiação terahertz, que tem um comprimento de onda muito curto. "Os aceleradores baseados em terahertz emergiram como candidatos promissores para as fontes compactas de elétrons da próxima geração," explicou Franz Kurtner, do acelerador alemão DESY.

"No entanto, a técnica ainda está em estágio inicial, e o desempenho dos aceleradores experimentais de terahertz foi limitado pela seção relativamente curta da interação entre o pulso de terahertz e os elétrons," acrescentou Kurtner.

É aí que entra o grande avanço deste protótipo, permitindo reciclar uma parte da energia e fornecer ganhos de energia maiores, tanto em unidades individuais quanto no encadeamento de diversas seções de aceleração.

Experimentos bem-sucedidos com aceleradores terahertz, como este, mostram que eles podem viabilizar aplicações onde aceleradores de partículas grandes simplesmente não são viáveis ou necessários.

Bibliografia:

Artigo: Cascaded Multicycle Terahertz-Driven Ultrafast Electron Acceleration and Manipulation
Autores: Dongfang Zhang, Moein Fakhari, Huseyin Cankaya, Anne-Laure Calendron, Nicholas H. Matlis, and Franz X. Kärtner
Revista: Physical Review X
Vol.: 10, 011067
DOI: 10.1103/PhysRevX.10.011067

FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA