deeltjesversneller

Deeltjesversnellers hoeven niet lang te zijn. Dit bewijzen wetenschappers van de universiteit van Texas. Zij bouwden een deeltjesversneller voor op de keukentafel. De deeltjes in deze versneller bereiken net zo’n hoge snelheid en genereren net zoveel energie als deeltjesversnellers die vele honderden meters lang zijn.

“We hebben een half miljard elektronen versneld tot twee gigaelektronvolt (GeV) over een afstand van 2,5 centimeter”, vertelt professor Mike Downer van het College of Natural Sciences. “Tot nu toe hebben we dit niveau alleen bereikt met traditionele deeltjesversnellers, die enkele voetbalvelden lang zijn.”

Dit is goed nieuws voor universiteiten, die graag zelf een deeltjesversneller willen, maar geen honderden miljoenen euro’s hebben om er één te bouwen.

Röntgenlaser
Een twee GeV-deeltjesversneller is in staat om elektronen om te zetten in harde röntgenstraling. Deze harde röntgenstraling zien we ook op exotische plekken in het heelal, zoals bij zwarte gaten. De wetenschappers verwachten dat de deeltjesversneller gebruikt kan worden als röntgenlaser, waarmee bijvoorbeeld de atoomstructuur van individuele eiwitmoleculen in levend weefsel bestudeerd kunnen worden.

Laserpuls
Om elektronen op twee GeV te krijgen, gebruikt het team een speciale techniek: laser-plasma-versnelling. Voor een korte periode wordt een krachtige laserpuls afgevuurd in een gaswolk. Deze methode werd al bedacht in de jaren zeventig van de vorige eeuw, maar helaas waren er onvoldoende krachtige lasers om één GeV te bereiken. De onderzoekers van de universiteit van Texas maken gebruik van de krachtige Texas Petawatt Laser, die hier wel toe in staat is.

Toekomst
Downer verwacht dat binnen enkele jaren 10 GeV-deeltjesversnellers voor op de keukentafel worden ontwikkeld. Binnen een decennium wordt mogelijk de 20 GeV aangetikt. Dit is erg veel voor een mini-deeltjesversneller. Toch zijn deze energiewaarden niet te vergelijken met die van grotere deeltjesversnellers, zoals de Large Hadron Collider. Grotere deeltjesversnellers zitten al snel boven de 100 GeV.