Kristal cihaz, küçük parçacık hızlandırıcıları oluşturmak için kullanılabilir


Çip boyutunda bir cihaz, küçük X-ışını makineleri ve parçacık hızlandırıcılar oluşturmaya yardımcı olabilecek çok yoğun ışık üretebilir.

Fizik


4 Ocak 2023

Işığı yakalayabilen ve yönlendirebilen malzemeler olan fotonik kristallerin bir örneği

Işığı yakalayabilen ve yönlendirebilen malzemeler olan fotonik kristallerin bir örneği

J. Joannopoulous/BİLİM FOTOĞRAF KÜTÜPHANESİ

Bir kristal levha üzerine bir elektron ışını ateşleyerek ışık üreten mikrometre büyüklüğünde bir cihaz, küçük parçacık hızlandırıcıları ve X-ışını makineleri oluşturmak için kullanılabilir. Bu tür çip boyutlu cihazlar, mevcut parçacık hızlandırıcılardan daha hızlı, ucuz ve kompakt bir şekilde üretilebilir.

Tarafından inşa edildi Yi Yang Hong Kong Üniversitesi ve Massachusetts Institute of Technology’deki meslektaşları tarafından geliştirilen yeni cihaz, fotonik kristal adı verilen özel bir silikon parçasından, üzerine bir elektron demeti gönderen değiştirilmiş bir taramalı elektron mikroskobundan ve algılayan bir cihazdan oluşuyor. yayılan ışık Kurulum, elektronları hareket ederken çevreleyen elektromanyetik alanlardan yararlanır ve bu, yakındaki bir malzeme içindeki yüklü parçacıkları – bu durumda fotonik kristal – uyarabilir ve ışık yayabilir.

Matematiksel modellerden araştırmacılar, kristale bir model ekleyerek kristal ve elektronlar arasındaki etkileşimleri artırabileceklerini biliyorlardı, bu nedenle kristalin içine her biri yaklaşık 100 nanometre genişliğinde dairesel girintiler kazıdılar. Işık ve elektronlar normalde fazla etkileşime girmezler, ancak ışığın enerjisini ve momentumunu elektronlarınkine uyacak şekilde tasarlamak, ikisi arasında alışılmadık derecede büyük etkileşimlere izin verir. Yang, bu eşleştirme yönteminin sonunda ışık emisyonlarını bir milyon kata kadar artırabileceğini söylüyor.

Bu ışığın, bilim adamlarının farklı malzemelerin iç yapısı hakkında bilgi edinmelerine yardımcı olduğu spektroskopiden ışık tabanlı iletişime kadar pek çok potansiyel kullanımı vardır.

Özellikle, küçük parçacık hızlandırıcıları yapmak için kullanılabileceğini söylüyor. Peter Hommelhoff Almanya’daki Erlangen-Nürnberg Üniversitesi’nde. Araştırmacılar, daha yaygın olduğu gibi, mikrodalgalarla vurmak yerine parçacıkları hızlandırmak için yoğun ışık darbeleri kullanabilirler, diyor.

Thomas Krauss Birleşik Krallık’taki York Üniversitesi’nden araştırmacılar, yeni cihazın yalnızca küçük parçacık hızlandırıcılara değil, aynı zamanda daha küçük X-ışını makinelerine doğru bir adım olabileceğini söylüyor. X-ışınları, esas olarak, bizim göremeyeceğimiz kadar kısa dalga boylarına sahip ışık dalgalarıdır. Cihazdaki elektronların silikon modelini ve hızını uyarlayarak, yayılan ışığın dalga boyunu X ışınlarına dönüştürmek mümkün olabilir.

“Doktorunuza bir röntgen çektirdiğinizde, bu büyük bir makine canavarıdır. Şimdi bunu küçük bir ışık kaynağıyla, bir çip üzerinde yapmayı hayal edebiliyoruz” diyor. Bu, X-ray teknolojisini küçük veya uzak tıbbi tesisler için daha erişilebilir hale getirebilir veya bir kazada ilk müdahale ekipleri tarafından kullanılmak üzere taşınabilir hale getirebilir.

Bu konularda daha fazlası:



Kaynak : https://www.newscientist.com/article/2352863-crystal-device-could-be-used-to-build-tiny-particle-accelerators/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir