Лазер, който убива рака, и ключ към вселената – всичко това в един чип с размер на пръст
Цялата мощ на колайдера на ЦЕРН в дланта на ръката ви.
Инженер от Университета на Колорадо в Денвър създава технология, която може да проправи пътя за гама лазери, които могат да се насочват към раковите кафези, без да повреждат здравите тъкани, и даже да помогне за инспекция на теорията на Стивън Хокинг за мултивселената. Аакаш Сахай, доцент в катедрата по електроинженерство, е направил пробив в квантовата технология, който към този момент провокира оживена реакция в научната общественост – новата технология има капацитета да повлияе коренно на физиката, химията и медицината.
Откритията, оповестени в юнския брой на Advanced Quantum Technologies, са тематика на корицата. В своето изявление Сахай съпоставя достижението с първите технологии, учредени на откриването на субатомната конструкция на материята – като лазерите, светодиодите и компютърните чипове.
„ Това е още една стъпка в същата посока – единствено че в този момент гледаме още по-надълбоко “, сподели той.
Технологията, създадена от Сахай, дава опция за основаване на рискови електромагнитни полета в мащаби, които до момента бяха налични единствено в уреди на равнището на Големия адронен колайдер. Тези полета се генерират от осцилациите на електронен газ в материала, в който електроните се форсират до невероятни скорости. Подобни полета са в основата на доста модерни технологии – от чиповете до ускорителите на частици.
Доскоро опитите с такива полета изискваха колосални уреди – като колайдера в ЦЕРН, който е дълъг повече от 16 благи. Създаването на мощни радиочестотни полета и управлението на снопове високоенергийни частици изискват великански запаси, а работата по такива уреди струваше милиарди долари. Сахай обаче е намерил метод да събере сходна физика в дребна конструкция с размерите на палец.
В центъра на неговия план е силициев чип, който може да устоя на интензивна топлота и да управлява енергийния поток, генериран от резонансните съмнения на електроните. В същото време материалът остава постоянен и не се разгражда, което разрешава на учените да следят недостъпни до момента процеси. Всъщност става дума за основаването на лабораторен инструмент, кадърен да размени големите ускорителни комплекси.
„ Ключът е освен във високата сила, само че и в способността да я направляваме, без да разрушаваме материала “, изяснява докторантът Калян Тирумаласети, който работи в лабораторията на Сахай.
Според него технологията отваря вратата към практическото приложение на нови физични резултати и основава основа за същинска смяна.
Проектът е създаден в стените на CU Denver и тестван в Националната лаборатория SLAC, водещ проучвателен център под егидата на Станфорд. Университетът към този момент е подал поръчки за краткотрайни патенти както в Съединени американски щати, по този начин и в чужбина.
Въпреки че практическото използване е към момента надалеч, учените към този момент виждат доста области, в които технологията може да се окаже революционна. Според Сахай в бъдеще ще бъде допустимо да се основат гама лазери, които могат да „ виждат “ освен структурата на клетките, само че и техните атомни ядра – което ще разреши на лекарите да учат процесите на нуклеарно равнище и вероятно да отстраняват ракови кафези с акуратност до нанометри.
Освен това основаната техника може да се трансформира в инструмент за инспекция на фундаментални хипотези за природата на Вселената. Новата технология дава опция да се надникне в самите основи на действителността, да се ревизира съществуването на паралелни светове и да се изучи структурата на пространство-времето.
„ Винаги ме е привличала физиката “, признава Тирумаласети. – Но инженерите са тези, които дават на учените инструментите, с цел да трансфорат теориите в действителност. Това е необикновено чувство. “
Екипът ще се върне в SLAC това лято, с цел да продължи да работи по подобряването на чипа и усъвършенстването на лазерната технология. Макар че пътят от концепцията до пълноценното приложение може да отнеме десетилетия, основите на бъдещия прогрес са положени още през 2018 година, когато Сахай разгласява първите публикации за технологията за ускорение на антиматерия.
„ Това няма да се случи незабавно, само че през моя живот е напълно реалистично “, споделя той.
