Crean un potente acelerador de partículas en un microchip de silicio

Crean un potente acelerador de partículas en un microchip de silicio


Investigadores de la Universidad de Stanford en Estados Unidos han creado un acelerador de partículas impulsado por láser que cabe en un microchip de solo unos milímetros cuadrados.

La aceleración que consigue este prototipo es mucho menor de la que obtienen aceleradores como el del CERN, el más grande del mundo con un túnel de 27 kilómetros de circunferencia.

Sin embargo, obtiene partículas suficientemente energizadas que podrían usarse para aplicaciones en química, ciencia de materiales y biología, según sus creadores.

Obteniendo partículas

Los aceleradores de partículas utilizan microondas para acelerar partículas a altas velocidades y hacerlas colisionar con otras partículas.

De estas colisiones surgen nuevas partículas muy inestables, que duran menos de un segundo, que sirven a los científicos para conocer más a fondo los procesos que forman y desintegran la materia.

Conseguir esta proeza tecnológica en un microchip es todo un logro que potenciará la investigación científica, ya que permitirá acelerar partículas y conocer los procesos básicos de la materia sin las grandes inversiones que requieren instalaciones como el Acelerador Relativista de Iones Pesados (RHIC) de Nueva York, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de Ginebra, o el Tevatrón,  el acelerador de partículas circular del Fermilab ubicado en Batavia, Illinois (Estados Unidos).

“Los aceleradores más grandes son como telescopios potentes”, explica en un comunicado la ingeniera eléctrica Jelena Vuckovic de la Universidad de Stanford .

“Solo hay unos pocos en el mundo y los científicos deben venir a lugares como SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) para usarlos. Queremos miniaturizar la tecnología del acelerador de manera que sea una herramienta de investigación más accesible”, añade Vuckovic.

El SLAC tiene 3,2 kilómetros de largo y es capaz de proporcionar 50 GeV (gigaelectronvoltios) a los electrones y positrones que acelera al aproximarlos a la velocidad de la luz, gracias a ráfagas de radiación de microondas.

Chipaccelerator

El chip acelerador de partículas se consiguió tallando en su interior un canal de silicio que fue sellado al vacío. Ese canal se utilizó para enviar electrones acelerados por pulsos laser de luz infrarroja, transmitidos por las paredes del canal.

La tecnología se basa en láseres porque producen ondas electromagnéticas con longitudes de onda mucho más cortas que las microondas usadas por los grandes aceleradores, lo que permite acelerar los electrones en un espacio mucho más pequeño.

El hecho de que sea de silicio contribuye a la precisión de los impulsos láser y a que todo encaje dentro del chip, destaca Scientific American.