Akselerator Partikel Meja Menggunakan Nanotube Karbon dan Laser untuk Sinar-X Canggih

Sumber cahaya sinar-X intens yang biasa dihasilkan oleh fasilitas sinkrotron berukuran besar kini dapat diperkecil ke skala mikrometer. Penelitian baru menunjukkan bagaimana nanotube karbon yang sangat kecil, digabungkan dengan teknologi laser polarasi melingkar, mampu meniru proses akselerasi elektron yang terjadi di sinkrotron raksasa. Ini berarti kita bisa memiliki akselerator partikel yang cukup kecil untuk diletakkan di atas meja, membuka kemungkinan baru bagi riset dan aplikasi medis. Sinkrotron saat ini sangat besar dan mahal, biasanya mengambil ruang seperti stadion sepak bola sehingga aksesnya terbatas. Teknologi baru ini memanfaatkan gelombang yang disebut surface plasmon polaritons, yang muncul saat cahaya laser memantul dan menempel di permukaan nanotube karbon. Ketika laser berputar membentuk pola seperti gabungan sekrup, elektron yang berada di dalam tabung ini turut berputar dan dipercepat secara sinkron, menghasilkan radiasi sinar-X yang sangat kuat dan koheren. Nanotube karbon ideal untuk digunakan karena kuat menahan medan listrik ekstrem, bahkan ratusan kali lebih kuat dari yang digunakan di akselerator konvensional. Susunannya yang rapat membentuk tabung vertikal yang cocok dengan pola laser polarasi melingkar secara presisi, menjadikan proses akselerasi berlangsung sangat efisien dan efektif. Simulasi menunjukkan medan listrik yang tercipta dapat mencapai several teravolt per meter, angka yang belum pernah dicapai oleh teknologi pendahulu. Manfaat dari perangkat meja ini sangat besar di berbagai bidang. Rumah sakit bisa menggunakan sinar-X berkualitas tinggi untuk diagnosa yang lebih jelas tanpa perlu mengirim pasien ke fasilitas besar. Ilmuwan dapat menganalisa struktur protein lebih cepat untuk penelitian obat, dan insinyur dapat memeriksa komponen elektronik secara non-destruktif dengan alat yang jauh lebih kecil dan mudah diakses. Secara keseluruhan, teknologi ini bisa menjembatani kesenjangan antara alat ilmiah besar dan kebutuhan riset sehari-hari. Peneliti menegaskan akselerator mini ini tidak akan menggantikan mesin besar seperti Large Hadron Collider yang digunakan untuk fisika energi tinggi, melainkan akan hadir berdampingan. Mesin besar tetap penting untuk riset dasar dan penemuan, sementara akselerator mini menyebarluaskan akses ke teknologi analitik tingkat tinggi ke lebih banyak pengguna di skala yang lebih kecil. Penelitian ini dipublikasikan dalam Physical Review Letters dan sudah mulai memasuki tahap eksperimen di laboratorium.