Les chercheurs ont créé un minuscule accélérateur de particules prototype, suffisamment petit pour tenir sur une puce de silicium. Bien qu’il accélère les particules à une vitesse beaucoup plus faible qu’un accélérateur de particules de taille normale comme celui du CERN , il peut toujours produire des particules sous tension qui pourraient être utilisées pour des applications en chimie, en science des matériaux et en biologie.
“Les plus grands accélérateurs sont comme des télescopes puissants”, a expliqué dans un communiqué l’ ingénieur électricien Jelena Vuckovic de l’université de Stanford . «Il n’y en a que quelques-uns dans le monde et les scientifiques doivent venir dans des endroits comme le SLAC [Stanford Linear Accelerator Center, un laboratoire d’accélérateurs] pour les utiliser. Nous voulons miniaturiser la technologie des accélérateurs de manière à en faire un outil de recherche plus accessible. »
Pour créer l’accélérateur sur puce, les chercheurs «ont creusé un canal nanométrique en silicium, l’ont scellé dans le vide et ont envoyé des électrons à travers cette cavité tandis que des impulsions de lumière infrarouge – auxquelles le silicium est aussi transparent que le verre est visible. la lumière – ont été transmises par les parois du canal pour accélérer les électrons », selon Stanford.
Finalement, les chercheurs veulent créer un système miniature qui pourrait accélérer une particule jusqu’à 94% de la vitesse de la lumière. Pour l’instant, les particules devraient passer 1000 fois dans le mini-accélérateur pour atteindre cette vitesse – mais Vuckovic pense qu’il est possible d’atteindre cet objectif car le prototype est un circuit entièrement intégré, ce qui devrait rendre l’augmentation de ses capacités relativement facile.
Cette technologie n’est pas seulement utile pour les applications de recherche: elle pourrait également être utilisée à des fins médicales. L’un des co-auteurs de l’article, Olav Solgaard, développe déjà une application utilisant la technologie pour lutter contre le cancer. Les traitements contre le cancer comme la radiothérapie ne peuvent actuellement utiliser des électrons très énergisés car ils brûleraient la peau – mais en utilisant un accélérateur de la taille d’une puce, les électrons pourraient être canalisés à travers un tube inséré sous la peau, permettant un traitement ciblé des tumeurs sans dommages cutanés.
La recherche est publiée dans la revue Science .