حققان آمریکایی موفق شده‌اند فناوری شتاب دهنده ذرات را به اندازه‌ای کوچک کنند که بر روی یک تراشه رایانه‌ای قرار گیرد؛ این تراشه می‌تواند به ابداع روش‌های دقیق‌تر پرتودرمانی سرطان منجر شود.

به گزارش پایگاه اینترنتی نیواطلس، شتاب دهنده های ذرات اگر اینقدر بزرگ نبودند می‌توانستند برای حوزه پزشکی بسیار مفید باشند. برای مثال، شتاب دهنده SLAC به طور تقریبی ۲ مایل (۳.۲ کیلومتر) طول دارد، درحالی‌که طول برخورد دهنده‌ها درونی بزرگ (Large Hadron Collider) یا به اختصار «ال‌.اچ‌.سی» (LHC) که یک شتاب‌ دهنده ذره‌ای و برخورددهنده مستقر در سازمان تحقیقاتی سرن به ۱۶.۷ مایل (۲۷ کیلومتر) می‌رسد.

اکنون محققان دانشگاه استنفورد موفق شده‌اند که اندازه این فناوری را به قدری کاهش دهند تا بر روی یک تراشه رایانه‌ای قرار گیرد؛ این امر می‌تواند به ابداع روش‌های دقیق‌تر پرتودرمانی سرطان منجر شود.

در شتاب دهنده‌های معمولی، ذرات از طریق لامپ‌های خلاء ساطع می‌شوند و سرعت‌های فوق‌العاده بالایی دارند. شتاب دهنده SLAC با تابش مایکروویوها به ذرات خود سرعت می‌بخشد، در حالی که LHC از الکترومغناطیس‌های ابررسانا استفاده می‌کند.

ماشین آلات مورد نیاز برای انجام این کار باعث می‌شود این سیستم‌ها بسیار بزرگ باشند و استفاده از آنها در بیمارستان‌ها و تاسیسات علمی دشوار باشد. در گذشته محققان سازمان تحقیقاتی سرن موفق شدند نمونه اولیه کوچکتری ابداع کنند که در حدود ۶.۵ فوت (۲ متر) طول داشته باشد - و اکنون گروهی از محققان دانشگاه استندفورد و آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده اسلاک‏ (SLAC) نمونه بازهم کوچکتری ابداع کرده‌اند که بر روی یک تراشه سیلیکونی قرار می‌گیرد.

در این طراحی جدید، الکترون‌ها از طریق یک کانال بسته شده خلاء که ۳۰ میکرومتر طول دارد و نازک‌تر از موی انسان است، منتقل می‌شوند. این ابزار محققان دانشگاه استندفورد به جای استفاده از مایکروویو یا آهن ربا ، ذرات خود را با استفاده از نور مادون قرمز شتاب می‌بخشد.

شتاب دهنده ذرات بر روی تراشه، در شکل فعلی قابل استفاده نیست اما نشان می‌دهد که این مفهوم کارایی دارد. این دستگاه در حال حاضر ، تنها موفق شده است که به ذرات شتابی ۰.۹۱۵ کیلو الکترون ولت (keV) بدهد، که حدود هزار برابر کمتر از مقدار مورد نیاز برای تحقیقات یا برنامه‌های پزشکی است.

و اما کاربردهای شتاب دهنده ذرات بر روی یک تراشه چیست؟

محققان می‌گویند، اولین کاربرد این تراشه می‌تواند برای درمان‌های هدفمندتر سرطان باشد. به عنوان مثال ، یک لوله خلاء را می‌توان وارد بدن بیمار کرد به طوری‌که یک سر آن مستقیم به سمت تومور باشد. الکترون‌های شتاب یافته از طریق این دستگاه را می‌توان در این لوله متمرکز ساخت تا مستقیم به سلول‌های سرطانی حمله کند و به سلول‌های سالمی که در نزدیکی سلول‌های سرطانی قرار دارند، صدمه‌ای نزنند.

این تحقیق در مجله Science منتشر شده است.