Большой адронный коллайдер на ладони: ученые создают революционный квантовый чип
Инженеры из Денвера создали вещь, которая может перевернуть представление о границах науки. Они разработали миниатюрный прибор из кремния, который генерирует поля колоссальной мощности. Раньше для этого нужны были сооружения длиной в десятки километров, а теперь все умещается на пластинке размером с монету. С открытием эксперты заговорили о гамма-лазерах, точном удалении опухолей и полном понимании устройства самой Вселенной.
Разработки ведутся в лаборатории университета Колорадо. Новая технология имитирует процессы, которые происходят в ускорителях вроде ЦЕРНа. Принцип основан на поведении квантового электронного газа — внутри кремниевой структуры электроны двигаются с огромной скоростью. Эти колебания формируют электромагнитные импульсы, которые раньше можно было получить только в гигантских установках. Сейчас для этого достаточно чипа, который помещается в карман.
Главное достоинство — установка устойчива к температурной нагрузке. Встроенные микроканалы распределяют тепло, а специальный кристаллический каркас сохраняет целостность схемы при экстремальных режимах. Благодаря этому ученые могут наблюдать мельчайшие процессы, не рискуя повредить образец. Новая система позволяет заглянуть внутрь атомного ядра и изучать то, что раньше скрывалось от глаз — взаимодействие частиц, перенос энергии, строение материи.
В основе проекта — многолетние наработки профессора Сахаи, который с 2018-го года занимается исследованиями на стыке инженерии и физики плазмы. Вместе с аспирантом они предложили концепцию и реализовали ее, тестируя прототип в национальной лаборатории Стэнфорда. Работа потребовала точной настройки и множества испытаний. Только со временем удалось добиться стабильной работы.
Изобретение уже запатентовано. Разработка заинтересовала ведущие научные журналы и получила высокую оценку специалистов. По мнению авторов, с помощью этой технологии можно будет воздействовать на раковые клетки с точностью до субатомного уровня. Потенциально ноу-хау поможет лечить болезни, не затрагивая здоровые участки тела. Систему планируют довести до серийного образца.
У прибора есть и фундаментальная ценность. Если теория мультивселенных окажется правдой, подобные методы позволят найти доказательства ее существования.
На сегодняшний день прямых аналогов такой технологии в мире почти нет. В Японии, Германии и США ведутся работы с так называемыми лазерными ускорителями, но они пока далеки от чипа, который можно уместить на ладони.
Ранее мы писали о том, что создан новый материал для сверхбыстрых оптических чипов и транзисторов.
