中国核技术网讯：大家最熟悉的粒子加速器设备不外乎大型强子对撞机，能加速粒子并使其获得极高能量，然而这部仪器圆周长达 27 公里、占地面积极广。现在，史丹佛大学团队制造出一种比头发宽度还要小的「微型」粒子加速器，未来有望将电子加速到光速 94%，产生约 1MeV 能量，并应用在癌症放射疗法中。
史丹佛大学团队制造出一种比头发宽度还要小的「微型」粒子加速器，未来有望将电子加速到光速 94%，并应用在癌症放射疗法中。 （图／史丹佛大学）
型强子对撞机（LHC）是目前世上最大的粒子加速器设施，研究目的为寻找暗物质、分析希格斯机制、精确测量希格斯玻色子质量、研究夸克-胶子电浆体等，前阵子还发现第3 种「五夸克粒子」，不断充实粒子物理学架构。
除了大型强子对撞机这种环形加速器，位于史丹佛大学内的美国SLAC 国家加速器实验室（SLAC National Accelerator Laboratory）则拥有一个长约3.2 公里的线形加速器，电子流在这种巨大加速器中经过真空管，随着微波辐射爆发加速粒子直到它们接近光速、进而产生强大光束，世界各地科学家都可以利用它来探测无机／生物材料的原子与分子结构。
但我们可能拥有掌上型粒子加速器吗？由史丹佛大学电机工程学教授Jelena Vuckovic 领导的团队，最近就制造出结合在矽晶片上的微型粒子加速器：在矽中刻出奈米通道，然后利用红外雷射光在适当时间和正确角度下撞击电子，进而推动、加速电子传递。
目前团队展示的加速器只是初步原型，但比起世上少数几个强大的大型加速器，这种微型设备更易于携带，虽然整体产生能量和大型强子对撞机不能相提并论（后者可产生比微型粒子加速器高30,000 倍的能量），但至少在医疗方面有机会改善现有癌症放射疗法：目前的医用X 射线设备辐射会充斥整个房间，除了难以聚焦在肿瘤上，患者也需要另外穿着防辐铅衣减少损害。
研究共同作者 Olav Solgaard 对此正在研究其他方法，比如先将一条真空管插入肿瘤患处旁，然后引导晶片微型加速器产生的粒子束进行放射疗法。
研究人员希望最终可以将电子速度加速到光速的 94%、能量约 1MeV，但这至少需要集成 1,000 个微型粒子加速器才能达到。新论文发表在《科学》（Science）期刊。
(中国核技术网 责任编辑：杨洋)
