Pela primeira vez, cientistas colocaram em funcionamento o menor acelerador de partículas do mundo. O feito foi alcançado por pesquisadores da Universidade de Erlangen-Nuremberg, na Alemanha, e publicado na revista Nature.
Com o dispositivo funcionando, a meta do grupo agora é fazer com que ele possa gerar energia o suficiente para aplicações na área médica. Tomáš Chlouba, primeiro autor do estudo, explicou em comunicado que a “aplicação dos sonhos” que se espera atingir com o novo miniacelerador é colocá-lo em um aparelho de endoscopia para que seja possível “administrar radioterapia diretamente na área afetada do corpo”. A radioterapia é um dos principais tratamentos para alguns tipos de cânceres.
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Como o acelerador de partículas funciona
Enquanto aceleradores de partículas de grande dimensões preenchem a visão do senso comum do que é um dispositivo como esse, a maioria dessas máquinas são, na verdade, bem menores. No entanto, não como este. O que os cientistas alemães fizeram foi criar o primeiro acelerador de elétrons nanofotônico, que pode gerar custos mais baixos, além de ocupar menos espaço.
O aparelho tem a forma de um microchip cujo interior contém um tubo vácuo de 0,5 milímetro. É lá que ocorre a aceleração dos elétrons, por meio de minifeixes de laser. Dentro deste tubo, a largura não passa de 225 nanômetros, um tamanho 400 vezes menor do que o diâmetro de um fio de cabelo.
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Os cientistas trabalham no projeto há mais de dois anos, quando conseguiram usar um método, chamado de focagem de fase alternada (AFP, na sigla em inglês), para controlar o fluxo de elétrons em um canal de vácuo por longas distâncias. Com a aceleração necessária, o aumento de energia gerada foi de 43% após o uso da técnica.
"Usando essa técnica, conseguimos não apenas guiar os elétrons, mas também acelerá-los nessas estruturas nano fabricadas por meio de um comprimento de meio milímetro", explicou Stefanie Kraus, uma das autoras do estudo.
Perspectivas para o futuro
O que os cientistas querem agora é poder aplicar esse dispositivo para solucionar problemas reais. O objetivo geral é aumentar o ganho energético e a corrente de elétrons para aplicação na área médica.
“Para alcançar correntes de elétrons mais altas com energias mais altas na saída da estrutura, teremos que expandir as estruturas ou colocar vários canais próximos uns dos outros. A aplicação dos sonhos seria colocar um acelerador de partículas em um endoscópio para poder administrar radioterapia diretamente na área afetada do corpo”, explicou Tomáš Chlouba.