Físicos alemanes han desarrollado un innovador acelerador de partículas, conocido como el acelerador de electrones nanofotónicos (NEA), que rompe con la tradición de las enormes instalaciones subterráneas. A diferencia de los aceleradores convencionales, este dispositivo, del tamaño de una moneda, aprovecha la nanofotónica para acelerar electrones a través de un diminuto tubo de vacío.
El NEA, creado por la Universidad Friedrich-Alexander de Erlangen-Nuremberg (FAU) en Alemania, presenta un tubo de aceleración principal de solo 0,5 milímetros de largo, unas 54 millones de veces más corto que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN en Suiza. Este logro marca un hito, ya que es el acelerador de partículas más pequeño y potente jamás construido.
El interior del diminuto túnel del NEA tiene aproximadamente 225 nanómetros de ancho, una fracción del grosor de un cabello humano. Utiliza pilares nanoestructurados y rayos láser para acelerar electrones a través de un pequeño canal de vacío, demostrando su viabilidad en las pruebas realizadas.
En un estudio reciente publicado en la revista Nature, los investigadores lograron acelerar electrones de 28,4 kiloelectrones voltios a 40,7 keV, lo que representa un aumento del 43%. Este éxito marca la primera activación exitosa de un acelerador de electrones nanofotónicos, una idea propuesta por primera vez en 2015.
A pesar de que los electrones acelerados por el NEA tienen una fracción de la energía de las partículas aceleradas por el LHC, los investigadores tienen la esperanza de mejorar el diseño utilizando materiales alternativos o apilando múltiples tubos, lo que podría aumentar aún más la aceleración de partículas.
El enfoque principal para estos aceleradores a pequeña escala es su aplicación en tratamientos médicos, donde la energía emitida por los electrones acelerados podría reemplazar terapias dañinas, como la radioterapia, en el tratamiento del cáncer. Aunque este objetivo aún se encuentra en una etapa inicial, los científicos vislumbran un futuro donde los aceleradores de partículas puedan ser utilizados en endoscopios para administrar radioterapia directamente en las áreas afectadas del cuerpo, aunque reconocen que esto está lejos de materializarse.
