Лазер, который убивает рак, и ключ к вселенной — все это в чипе с размером пальца
Вся сила Черна Колайдера на ладони.
Инженер Университета Колорадо в Денвере разрабатывает технологию, которая может проложить путь к ряду лазеров, которые могут нацелиться на раковые клетки, не повреждая здоровые ткани, и даже помочь проверить теорию Стивена Хокинга на мультифриз. Аакаш Сахай, доцент кафедры электротехники, провел прорыв в квантовой технологии, которая уже вызвала живую реакцию в научном сообществе — новая технология может радикально влиять на физику, химию и медицину.
Открытия, опубликованные в июньском выпуске Advanced Quantum Technologies, являются темой обложки. В своем интервью Сахай сравнил достижение с первыми технологиями, основанными на обнаружении субатомной структуры материи, такой как лазеры, светодиоды и компьютерные чипы.
«Это еще один шаг в том же направлении только теперь мы выглядим еще глубже»,-сказал он.
Технология, разработанная Sahai, позволяет создавать экстремальные электромагнитные поля в масштабе, которые до сих пор доступны только на объектах на уровне большого коллайдера. Эти поля генерируются колебаниями электронного газа в материале, в котором электроны ускоряются до невероятных скоростей. Подобные поля лежат в основе многих современных технологий — от чипсов до акселераторов частиц.
До недавнего времени эксперименты с такими областями требовали колоссальных учреждений, таких как Cern Collider, который длится более 16 миль. Создание сильных радиочастотных полей и контроль пучков частиц с высокой энергией требует гигантских ресурсов, а работа на таких объектах стоит миллиарды долларов. Тем не менее, Сахай нашел способ собрать аналогичную физику в миниатюрной структуре с размером большого пальца.
В центре его проекта находится кремниевый чип, который может выдерживать интенсивное тепло и контролировать поток энергии, генерируемый резонансными колебаниями в электронах. В то же время материал остается стабильным и не ломается, что позволяет ученым контролировать процессы недоступными до сих пор. Фактически, речь идет о создании лабораторного инструмента, способного заменить огромные комплексы ускорения.
«Ключ не только в высокой энергии, но и в способности контролировать его, не разрушая материал», — объясняет аспирант Калян Тирумасти, который работает в лаборатории Сахай.
По его словам, технология открывает дверь для практического применения новых физических эффектов и создает основу для реальных изменений.
Проект был разработан на стенах Cu Denver и протестирован в Национальной лаборатории SLAC, ведущем исследовательском центре под эгидой Стэнфорда. Университет уже подал заявку на временные патенты как в Соединенных Штатах, так и за рубежом.
Хотя практическая реализация все еще далеко, ученые уже видят во многих областях, где технологии могут быть революционными. Согласно Sahai, в будущем будет возможно создать ряд лазеров, которые могут «видеть» не только структуру клеток, но и их атомные ядра, которые позволят врачам изучать процессы на ядерном уровне и в конечном итоге с точностью удалять раковые клетки в нанометрах.
Кроме того, созданная техника может стать инструментом для проверки фундаментальных гипотез для природы вселенной. Новая технология позволяет изучить самые основы реальности, проверить существование параллельных миров и изучить структуру пространственного времени.
«Меня всегда привлекали физику», — признается Тирумаститти. — Но инженеры — те, кто дает ученым инструменты, чтобы превратить теории в реальность. Это невероятное чувство. «
Этим летом команда вернется в SLAC, чтобы продолжать работать над улучшением чипа и улучшения лазерной технологии. Хотя путь от концепции к полному применению может занять десятилетия, основы будущего прогресса были рассмотрены еще в 2018 году, когда Sahai опубликовал первые статьи по технологии ускорения антиверяния.
«Это не произойдет сразу, но в моей жизни это довольно реалистично», — говорит он.
