ساخت تراشه‌ای که به الکترون شتاب می‌دهد

به گزارش خبرنگار حوزه فناوری گروه علمی پزشکی باشگاه خبرنگاران جوان، الکترون جزء بار منفی یک اتم است که خارج از هسته اتم در گردش است. هر الکترون حامل یک بار منفی بوده و در مقایسه با نوترون و پروتون جرم بسیار کمی دارد.

از ویژگی‌های الکترون‌ها می‌توان به این اشاره کرد که الکترون‌ها هم ویژگی‌های ذره‌ای و هم موجی را دارند؛ به این معنا که هم می‌توانند با دیگر ذرات برخورد کنند و هم مانند نور دچار پراش الکترون شوند. (در فیزیک به پخش شدن یا خم شدن موج هنگام مواجه شدن با یک مانع، پراش گفته می‌شود.) لازم به توضیح است که مشاهده ویژگی‌های موجی الکترون بسیار آسان‌تر از ویژگی‌های موجی نوترون و پروتون است؛ چرا که جرم الکترون کمتر از پروتون و نوترون بوده و در نتیجه طول موج دوبروی آن (دوگانگی موج و ذره برای ماده) برای انرژی‌های معمول بالاتر است.

برای اولین بار دانشمندان تراشه‌ای ساختند که می‌تواند الکترون را شتاب دهد. در این روش از لیزر مادون قرمز استفاده می‌شود.

محققان با استفاده از نانوکانال روی سیلیکون، شتاب‌دهنده روی تراشه ساختند که می‌توان الکترون را در آن شتاب داد و از آن برای تحقیقات و پزشکی استفاده کرد.

آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده SLAC که در کنار دانشگاه استنفورد واقع بوده دارای ابزار دو مایلی است که در آن الکترون‌ها درون یک لوله خلاء، شتاب داده می‌شود. محققان دانشگاه استنفورد و SLAC تراشه‌ای ساختند که می‌تواند تقریبا همین کار را انجام دهد.

این گروه تحقیقاتی در مقاله‌ای که منتشر کردند نشان دادند چگونه نانوکانال را روی سیلیکون ایجاد کردند و درون آن خلاء ایجاد کرده و الکترون‌ها با استفاده از پرتو مادون‌قرمز درون این نانوکانال شتاب داده می‌شوند.

بیشتر بخوانید: زندگی دیجیتال به جنگ با کرونا می‌رود

این شتاب‌دهنده روی تراشه، نمونه اولیه است، اما محققان این پروژه معتقدند که می‌توان این تراشه را به تولید انبوه رساند و از آن برای تحقیقات در حوزه شیمی، علم مواد و زیست‌شناسی استفاده کرد. این تراشه می‌تواند دانشمندان را از شتاب‌دهنده بزرگ بی‌نیاز کند.

اعضا این تیم تحقیقاتی معتقدند که فناوری شتاب‌دهنده روی تراشه می‌تواند به پرتودرمانی جدید سرطان کمک کند. در حال حاضر، دستگاه‌های پرتونگاری پزشکی یک اتاق را پر کرده و پرتو روی بخش تومور متمرکز می‌شود و بیمار ملزم به پوشیدن سپر سربی است تا آسیب کمتری به اندام‌های سالم وارد شود.

سرعت دهی الکترون تا ۹۴ درصد سرعت نور

در این مقاله، محققان نشان دادند که با استفاده از این فناوری می‌توان الکترون‌ها را مستقیم به بافت تومور رساند و نیاز به تجهیزات پیچیده و بزرگ نیست. دانشمندان قصد دارند الکترون را تا ۹۴ درصد سرعت نور شتاب دهند و از این الکترون‌ها برای مقاصد تحقیقاتی و پزشکی استفاده کنند.
انتهای پیام/