Новая технология может открыть перед наукой возможности, которые до сих пор считались исключительно областью научной фантастики.
Разработка группы под руководством инженера Аакаша Сахая из Университета Колорадо в Денвере позволяет в лаборатории создавать экстраординарные электромагнитные поля, которые раньше могли генерировать только огромные и дорогостоящие установки, такие как Большой адронный коллайдер.
Революционным прорывом стал материал на основе кремния, который по размерам и внешнему виду напоминает обычный микрочип, но обладает способностью выдерживать потоки высокоэнергетических частиц и управлять ими без разрушения. При колебаниях квантового электронного газа в таком материале возникают сверхсильные электромагнитные поля. В обычных условиях для их генерации требуются установки длиной в десятки километров, тогда как с новой разработкой это возможно на площади, сопоставимой с кончиком большого пальца. «Управлять таким потоком энергии, сохраняя структуру материала, — в этом и заключается прорыв», — подчеркивает аспирант Калян Тирумаласетти, работающий в лаборатории Сахая.
Такой компактный источник экстраординарных по силе и энергии полей может стать основой для практически миниатюрных коллайдеров и ускорителей, а также множества прикладных технологий. К примеру, на основе этой разработки можно создавать гамма-лазеры, которые будут очень точно и избирательно уничтожать раковые клетки на наноуровне, не повреждая окружающие здоровые ткани. Такие устройства смогут «заглядывать» не только внутрь клеточных ядер, но и в ядра атомов, что предоставит медикам и физикам беспрецедентный уровень детализации и понимания процессов на фундаментальном уровне.
Потенциал новинки выходит далеко за пределы медицины. С помощью экстремальных полей можно проверить самые амбициозные гипотезы — от идей Стивена Хокинга о мультивселенной до самой «ткани» пространства-времени. «Изучение природы на фундаментальном уровне имеет огромное значение. Но инженеры предоставляют ученым инструменты, которые позволят им не только проводить теоретические расчеты, но и тестировать их на практике», — отмечает Тирумаласетти.
Технология уже успешно протестирована в Национальной ускорительной лаборатории SLAC при Стэнфордском университете, поданы заявки на патенты в США и за рубежом. В данный момент команда планирует усовершенствовать кремниевый материал и лазерную технику. Как и в случае с другими значительными изобретениями, путь от первых идей до массового применения может занять десятилетия. Но если замысел Сахая будет реализован, мы сможем стать свидетелями появления технологий, которые изменят не только науку, но и само наше восприятие реальности.
Фото: hi-tech.mail.ru