La ciencia de las partículas subatómicas ha dado un salto cuántico en miniaturización. Investigadores alemanes han creado un acelerador de partículas que cabe en la palma de tu mano, pero su pequeño tamaño no disminuye su potencial en aplicaciones prácticas, especialmente en el ámbito médico.
El acelerador de partículas nanofotónico (NEA) es tan pequeño que podría colocarse sobre una moneda. Este dispositivo se basa en un microchip, lo que le permite tener un diseño extremadamente compacto.
Para ponerlo en perspectiva, este acelerador es 54 millones de veces más pequeño que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de CERN, que tiene un anillo de 27 km de longitud.
El NEA consta de un tubo de aceleración de apenas 0,5 mm de longitud, compuesto por miles de pilares individuales. El ancho del túnel interno es de unos 225 nanómetros, mucho más pequeño que el grosor de un cabello humano.
Funcionamiento y aplicaciones
A diferencia del LHC, que utiliza imanes para acelerar partículas, el NEA emplea mini haces láser. Estos haces se disparan a los pilares dentro del tubo de aceleración para mover los electrones a velocidades significativas.
En pruebas recientes, los electrones se aceleraron de una energía de 28,4 keV a 40,7 keV, lo que representa un aumento del 43% en energía.
Una de las aplicaciones más prometedoras de esta tecnología es en el campo de la radioterapia para el cáncer. La energía emitida por los electrones acelerados podría utilizarse para tratamientos más precisos y menos dañinos.
El objetivo a largo plazo es incorporar este acelerador en un endoscopio, lo que permitiría administrar radioterapia directamente en el área afectada del cuerpo.
Aunque el NEA ha demostrado ser eficaz en la aceleración de partículas, su capacidad para alcanzar niveles de energía comparables a los de grandes colisionadores como el LHC es intrínsecamente limitada debido a su tamaño y diseño.
Ojito, el NEA no pretende reemplazar a los grandes colisionadores en la exploración de las partículas fundamentales del universo. Sin embargo, su diseño compacto y potencial para aplicaciones médicas específicas lo convierten en un avance significativo que podría cambiar la forma en que abordamos ciertos tratamientos médicos, llevando la ciencia de partículas desde laboratorios gigantes a la punta de un endoscopio.
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Imagen: FAU/Laser Physics, Stefanie Kraus, Julian Litzel