เครื่องเร่งอนุภาค คือเครื่องมือที่เหล่านักฟิสิกส์และนักวิทยาศาสตร์ใช้เพื่อศึกษากระบวนการของอนุภาค และนำไปประยุกต์กับการรักษาด้วยรังสีของแพทย์ ตลอดจนมีการศึกษาความเป็นไปได้ในการสร้างพลังงานไฟฟ้า และล่าสุด นักวิจัยจากเยอรมนีได้พัฒนาและเร่งอนุภาคที่เล็กที่สุดในโลก ซึ่งเล็กว่าเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลกซึ่งอยู่ในสวิตเซอร์แลนด์ (Switzerland) ถึง 54 ล้านเท่า

เครื่องเร่งอนุภาคที่เล็กที่สุดในโลก

เครื่องดังกล่าวเรียกว่า เอ็นอีเอ (NEA: Nanophotonic Electron Accelerator) ประกอบไปด้วยไมโครชิป (Microship) นับพันตัวเรียงต่อกันเป็นเหมือนเสา ซึ่งสามารถสร้างสนามแม่เหล็กในภาวะสุญญากาศ และเร่งความเร็วอนุภาคเลเซอร์จิ๋วที่ยิงผ่านเสาพวกนี้ได้

เครื่องเอ็นอีเอมีความยาว 0.5 มิลลิเมตร มีความยาวน้อยกว่าเครื่องเร่งอนุภาคลาร์จ ฮาดรอน คอลลิเดอร์ หรือแอลเอชซี (Large Hadron Collider: LHC) ที่ยาวถึง 27 กิโลเมตร กว่า 54 ล้านเท่า ภายในส่วนที่เรียงตัวกันคล้ายท่อนั้นมีเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 225 นาโนเมตร ซึ่งเล็กกว่าความหนาของเส้นผมมนุษย์ที่ 80,000 - 100,000 นาโนเมตร มากกว่า 400 เท่า 

การทดลองเครื่องเร่งอนุภาคที่เล็กที่สุดในโลก

เป้าหมายการเร่งอนุภาคคือการทำให้อิเล็กตรอน (electron) หรืออนุภาคที่มีประจุลบ มีความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสง (c: speed of light) ที่ประมาณ 300 ล้านเมตรต่อวินาที ให้ได้มากที่สุด ซึ่ง LHC ต้องใช้พลังงานจากแม่เหล็กไฟฟ้ากว่า 9,000 ชุด ซึ่งเป็นพลังงานจำนวนมากเพื่อสร้างแรงต่ออิเล็กตรอนที่ทำให้เกิดความเร่ง ในขณะที่ NEA ใช้พลังงาน 1 ใน 1 ล้านเท่า ของเครื่อง LHC โดยเร่งพลังงงานในหน่วยที่เรียกว่ากิโลอิเล็กตรอนโวลต์ (keV) เพียง 40.7 keV จากพลังงานก่อนเร่งที่ 28.4 keV

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแอร์ลังเงิน–นูเรมเบิร์ก (University of Erlangen–Nuremberg) ทางตะวันตกเฉียงใต้ของกรุงเบอร์ลินที่ทำวิจัยในครั้งนี้ เชื่อว่าเครื่อง NEA จะสามารถพัฒนาไปสู่การใช้ฆ่าเซลล์มะเร็งได้ โดยเป็นการรักษาแบบใหม่ที่นำเครื่องไปใช้กับบริเวณที่เป็นเซลล์มะเร็งโดยตรง เพื่อลดผลข้างเคียงกับเซลล์โดยรอบได้ในอนาคต แต่ทั้งหมดนี้ยังต้องได้รับการพัฒนาต่อยอดอีกมากจากต้นแบบในตอนนี้ โดยงานวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสารวิชาการเนเชอร์ (Nature) เมื่อวันที่ 18 ตุลาคมที่ผ่านมา 

ที่มาข้อมูล Space

ที่มารูปภาพ University of Erlangen–Nuremberg