Авторы изобретения, ученые из Техасского университета в Остине, нескольких национальных лабораторий США, европейских университетов и компании TAU Systems, назвали его передовым кильватерным ускорителем и утверждают, что он способен достичь энергии в 10 ГэВ, разгоняя частицы на дистанции в 10 сантиметров. Метод кильватерного ускорения был предложен в конце 70-х: мощный лазерный луч бьет в облако гелия, нагревает его до состояния плазмы и создает волны, которые вышибают электроны из газа в виде высокоэнергетического пучка электронов. За прошедшие годы были разработаны более мощные версии, рассказывает EurekAlert.

Заслуга команды ученых под руководством Бьорна Хагелиха в наночастицах: дополнительный лазер стреляет в металлическую пластину внутри газовой ячейки. Она выделяет поток металлических наночастиц, которые увеличивают энергию электронов.

Лазер можно сравнить с лодкой, мчащейся по волнам, которая оставляет за собой кильватерную струю, а электроны скользят по этой плазменной волне, как серферы, пояснил Хегелих. Но без сторонней помощи оседлать большую волну сложно. Наночастицы выпускают электроны точно в нужное время и в нужном месте, в этом и заключается новизна подхода ученых.

Изобретатели рассчитывают использовать свой передовой кильватерный ускоритель заряженных частиц для испытания надежности предназначенной для космоса электроники, для получения трехмерных снимков внутренних структур полупроводниковых микрочипов и для разработки новых видов терапии рака.

Немецкие физики разработали и испытали первый нанофотонный электронный ускоритель частиц в 54 млн раз меньше, чем Большой адронный коллайдер. Устройство размером с мелкую монетку разгоняет отрицательно заряженные частицы при помощи микрочипа и вакуумной трубки, изготовленной из тысяч отдельных «наностолбиков». Изобретатели хотят использовать такие миниатюрные аппараты для лечения онкологических заболеваний — они будут более безопасны, чем существующая радиотерапия.