Pesquisadores da Universidade de Stanford e do SLAC National Accelerator Laboratory, nos EUA, conseguiram construir um acelerador de partículas em um chip, que pode revolucionar áreas como a pesquisa científica e a medicina.

Aceleradores de partículas são geralmente estruturas gigantescas, alguns com quilômetros de extensão, onde partículas subatômicas são aceleradas a 94% da velocidade da luz. Para miniaturizar esta tecnologia os cientistas desenvolveram um software que trabalhou “ao contrário”: em vez de projetar um acelerador e ajustar seus elementos para obter a máxima potência dentro daquele design, os cientistas estabeleceram quanta energia o acelerador deveria produzir e deixaram o software se encarregar de projetar as estruturas necessárias para atingir o objetivo.

O chip consiste em um “canal” escavado em um substrato de silício, no qual desembocam elétrons transportados por “fios”. Em uma das pontas do canal está uma fonte de luz infravermelha que pulsa 10 mil vezes por segundo. A cada pulso os fótons produzidos se chocam com os elétrons, acelerando-os ao longo do chip.

Um fluxo de partículas útil para pesquisa científica ou médica tem um milhão de Elétron-volt (1 MeV). Para atingir esta marca, seriam necessários 1.000 dos novos aceleradores, cada um compondo um “estágio” de um sistema maior. Felizmente eles são autocontidos (todos os componentes necessários para a aceleração estão no chip) e podem ser combinados.

Ultrapassado o obstáculo inicial do design do acelerador, os pesquisadores agora irão se concentrar em aumentar sua potência, e esperam atingir a marca de 1 MeV ainda em 2020. Eles comparam seu trabalho ao dos pioneiros da computação, que condensaram os imensos computadores da década de 40, que ocupavam salas inteiras, em minúsculos componentes menores que uma unha.

A tecnologia poderá ser usada em novas terapias de radiação para combate ao câncer, entregando um feixe de elétrons preciso que destrói as células de um tumor sem afetar os tecidos ao seu redor.

“Os maiores aceleradores são como telescópios poderosos. Existem poucos no mundo e os cientistas precisam ir a lugares como o SLAC para usá-los”, disse Jelena Vuckovic, pesquisadora que liderou o projeto. “Queremos miniaturizar a tecnologia dos aceleradores de partículas de forma que a torne uma ferramenta de pesquisa mais acessível”.

Fonte: Stanford News