Accélérateur de particules 1MeV sur une puce Si

06 janvier 2020 //Par A Delapalisse
Accélérateur de particules 1MeV sur une puce Si
Des chercheurs américains ont mis au point un dispositif sur une puce en silicium capable d'accélérer des électrons à plus de 94% de la vitesse de la lumière.

L'équipe de l'Université de Stanford et de l'accélérateur de particules SLAC, soutenus par la Fondation Gordon et Betty Moore créée par l'un des fondateurs d'Intel, et le programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union Européenne, ont utilisé des lasers infrarouges et un canal de silicium à l'échelle nanométrique pour construire l'accélérateur. Les impulsions infrarouges sont synchronisées pour augmenter l'énergie des électrons.

Les détails du prototype d'accélérateur sur une puce ont été publiés dans le dernier numéro de Science. La clé repose dans les techniques de conception et de fabrication qui peuvent être répétées pour fournir des faisceaux de particules suffisamment accélérés pour effectuer des expériences de pointe en chimie, science des matériaux et recherche biologique qui ne nécessitent pas la puissance d'un accélérateur massif, explique le professeur Jelena Vuckovic de Stanford .

"Les plus grands accélérateurs sont comme les télescopes très puissants. Il n'y en a que quelques-uns dans le monde et les scientifiques doivent venir dans des endroits comme le SLAC pour les utiliser", a-t-elle déclaré. «Nous voulons miniaturiser la technologie des accélérateurs de manière à en faire un outil de recherche plus accessible.»

«Dans cet article, nous commençons à montrer comment il pourrait être possible de cibler un rayonnement électronique directement sur une tumeur en laissant les tissus sains intacts», a déclaré Robert Byer, qui dirige le programme international d'accélérateur sur une puce, (Accelerator on a Chip International Program ou ACHIP), un développement plus étendu et dont cette recherche actuelle fait partie.

Dans un accélérateur traditionnel, comme celui du SLAC, les ingénieurs rédigent généralement une conception de base, puis exécutent des simulations pour organiser physiquement les salves de micro-ondes afin de fournir la plus grande accélération possible. Pour l'accélérateur sur une puce, l'équipe de Vuckovic a résolu le problème en utilisant des algorithmes de conception inverse que son laboratoire a développés. Ces algorithmes ont permis aux chercheurs de travailler à reculons, en spécifiant la quantité d'énergie


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