Cientistas da Universidade Friedrich-Alexander de Erlangen-Nuremberg (FAU), na Alemanha, testaram o menor acelerador de partículas do mundo. Com o tamanho de uma pequena moeda, o dispositivo aumentou a energia de elétrons e, um dia, pode revolucionar a medicina no tratamento de tumores.
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Aceleradores de partículas são conhecidos pelas proporções de alguns dos mais importantes para a física moderna. O Large Hádron Collider (LHC) , o maior e mais famoso deles, tem um anel de 27 quilômetros instalado em um túnel a 100 metros abaixo da terra.
Entretanto, existem muitos aceleradores de partículas bem menores, como aqueles usados nos tubos de televisores antigos e os geradores de Van der Graaf, com seu efeito de fazer arrepiar os cabelos com um simples toque na cúpula.
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Dispositivos como esses são fundamentais para muitas áreas da indústria e para o setor médico. O problema é que, para esses fins, são necessários alguns — ou muitos — metros quadrados e muito dinheiro investido. Por isso, os cientistas e engenheiros estão sempre buscando alternativas mais econômicas e reduzidas.
Recentemente, pequenos aceleradores de alta energia foram propostos (pela primeira vez em 2015), graças às novas capacidades de utilização da luz em comprimentos de onda menores que os de microondas (normalmente utilizados em grandes instalações). Em teoria, isso poderia ser feito com lasers de luz visível, por exemplo.
Agora, os pesquisadores conseguiram criar e acionar um acelerador do tamanho de uma moeda, com anéis microscópicos de 0,5 mm de comprimento. Em espessura, são apenas 225 nanômetros — cabelos humanos têm de 80.000 a 100.000 nanômetros, para fins de comparação.
No lugar das partículas como prótons ou fótons, o mini dispositivo acelera elétrons de valor energético de 28,4 quiloelétrons-volts para aumentá-lo em cerca de 43%: o valor obtido foi de 40,7 keV. Esse é um resultado incrível, considerando que essa é a primeira vez que um dispositivo nanofotônico foi acionado desde a proposta de 2015.
Essa demonstração, apesar de bem-sucedida, é apenas o começo na busca de tornar os mini aceleradores realmente úteis para aplicações reais. Ainda será necessário aumentar o ganho de energia em um fator de 100 para que o chip possa ser finalmente usado na medicina.
Uma das principais expectativas é que esses dispositivos possam ser usados em tratamentos de células cancerígenas, no lugar da radioterapia tradicional que pode prejudicar o organismo. Com o chip implantado no corpo do paciente, seria possível administrar a radioterapia diretamente na região afetada.
Os resultados foram publicados em um estudo na revista Nature .
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