Thiết kế ống nano có thể thu nhỏ máy gia tốc hạt xuống kích thước mỏng như sợi tóc

Nghiên cứu mới cho thấy rằng các máy gia tốc hạt có khả năng tạo ra tia X cường độ cao, đồng bộ—trước đây chỉ được tạo ra bởi các cơ sở synchrotron khổng lồ—có thể được thu nhỏ để đặt vừa trên bàn bằng cách sử dụng ống nano carbon kết hợp với ánh sáng laser. Đột phá chính liên quan đến việc khai thác các plasmon polariton bề mặt, các sóng hình thành khi ánh sáng laser tương tác với bề mặt vật liệu. Các mô phỏng cho thấy một xung laser phân cực tròn đi qua các ống nano carbon rỗng nhỏ có thể giữ và gia tốc các electron theo một đường xoắn ốc đồng bộ, tạo ra bức xạ tia X đồng bộ được khuếch đại lên đến 100 lần. Các ống nano carbon, được sắp xếp thành các dãy thẳng đứng gọi là "rừng," đóng vai trò là các kênh lý tưởng cho ánh sáng laser xoắn ốc này, chịu được các trường điện mạnh hơn nhiều so với các máy gia tốc truyền thống và cho phép tạo ra các trường điện có cường độ lên đến vài teravolt trên mét—vượt xa giới hạn công nghệ hiện tại. Tiến bộ này có thể phổ cập quyền tiếp cận các nguồn tia X chất lượng cao, hiện chỉ giới hạn ở các cơ sở quốc gia lớn với quyền truy cập cạnh tranh. Các máy gia tốc đặt trên bàn có thể giúp các bệnh viện, trường đại học,