Máy gia tốc hạt được biết đến là một thiết bị giúp tìm hiểu về các hạt cơ bản. Chiếc máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới hiện nằm tại vùng biên giới Pháp và Thụy Sĩ. Được chế tạo bởi tổ chức nghiên cứu hạt nhân Châu Âu là niềm hy vọng khám phá vũ trụ của nhiều nhà khoa học. Mới đây các nhà khoa học đã tạo ra máy gia tốc hạt siêu nhỏ, kích thước khoảng 30 micromet. Có thể nói đây là một bước tiến trong khoa học, y học và cả hóa học. Tuy kích thước nhỏ gọn như vậy nhưng máy gia tốc hạt siêu nhỏ vẫn cho kết quả gần đúng so với máy kích thước lớn.
Máy gia tốc hạt lớn (Large Hardon Collider)
Máy gia tốc hạt lớn (LHC) được chế tạo đặt ngầm dưới lòng đất. Chiếc máy có kích thước khổng lồ, chu vi 27 km. Tiêu tốn hàng tỷ USD để xây dựng và vận hành. Đó là một kỳ quan của khoa học, giúp các nhà nghiên cứu có thể tìm ra cấu trúc và nguyên lý tương tác bên trong hạt.
Nguyên lý hoạt động dựa trên sự va chạm của 2 phân tử di chuyển ngược chiều nhau. 1 phân tử sẽ đi thuận chiều kim đồng hồ, 1 phân tử đi ngược chiều kim đồng hồ. 2 phân tử này được gia tốc với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng. Sau đó sẽ va chạm với nhau. Bằng cách nghiên cứu hiện tượng quá trình va chạm này, các nhà khoa học có thể nghiên cứu được thuộc tính của các hạt cơ bản mới. Hiểu hơn về các bộ lý thuyết mới trong lĩnh vực vật lý hạt nhân, vật lý lượng tử.
Máy gia tốc hạt siêu nhỏ kích thước bằng … nửa sợi tóc.
Mới đây, các nhà khoa học đã tạo ra máy gia tốc hạt kích thước chỉ bằng nửa sợi tóc. Chiếc máy kích cỡ siêu nhỏ này là một bước đột phá trong công nghệ khoa học. Mẫu máy này được các nhà khoa học đặt tên là máy gia tốc laser điện môi (DLA). Đây là tiền đề cho các loại máy gia tốc rẻ tiền, nhỏ gọn nhưng vẫn đạt hiệu quả gần bằng các máy gia tốc hạt kích thước lớn hiện nay. Một số thiết bị có thể ứng dụng DLA là X-quang, chữa trị ung thư, quét trong công nghiệp…
Máy có dạng một con chíp có nhiều rãnh
Neli Sapra, tác giả nghiên cứu DLA cho biết: “Ban đầu ý tưởng chỉ đơn giản là tìm cách để giảm kích thước của máy gia tốc hạt lớn LHC”. Những thử nghiệm gần đây cho thấy một nguồn sáng có khả năng tăng tốc hạt ở kích thước siêu nhỏ. Dựa vào lý thuyết đó, các nhà khoa học đã chế tạo DLA. Sau đó cải tiến thiết kế để đạt khả năng bắn hạt với tốc độ 94% tốc độ ánh sáng.
Máy có thiết kế là một con chip có bề mặt phẳng chứa nhiều rãnh để electron di chuyển. Khi dùng tia laser chiếu vào bề mặt chip khiến electron tăng tốc và thu được năng lượng khoảng 1 kiloelectrovolt – 1 KeV. “Nếu áp dụng cách cũ mà không dùng kỹ thuật đảo ngược photon thì khó có thể làm được máy gia tốc hạt cỡ nhỏ”, Sapra nói.
Sản phẩm cần được hoàn thiện để tốt hơn
Hiện tại, năng lượng thu từ DLA vẫn còn yếu. Quy mô khoảng 1.000 lần nữa mới có thể đạt mức năng lượng bằng với các máy gia tốc hạt lớn. Các nhà khoa học cho biết, cần 5-10 năm nữa để hoàn thiện loại máy DLA. Giúp giảm chi phí sản xuất, tăng độ chính xác của các nghiên cứu.
Nguồn: vnexpress.net