Миниатюрный квантовый чип вылечит рак и раскроет секреты мультивселенной
Разработка команды под руководством инженера Аакаша Сахая из Университета Колорадо в Денвере позволяет создавать в лаборатории экстремальные электромагнитные поля, которые ранее можно было генерировать только в огромных и дорогих установках, например, в Большом адронном коллайдере.
Революционной разработкой стал материал на основе кремния, напоминающий по размерам и виду обычный микрочип, но способный выдерживать потоки высокоэнергетических частиц и управлять ими, не разрушаясь. При колебаниях квантового электронного газа в таком материале возникают сверхсильные электромагнитные поля. В обычных условиях для их генерации требуются установки длиной в десятки километров, но с новой разработкой это можно сделать на площади, равной по размерам кончику большого пальца. «Манипулировать таким потоком энергии, сохраняя структуру материала, — в этом и состоит прорыв», — отмечает аспирант Калян Тирумаласетти, работающий в лаборатории Сахая.
Столь компактный источник экстремальных по силе и энергии полей может стать основой для практически миниатюрных коллайдеров и ускорителей, а также множества прикладных технологий. Например, на основе этой разработки можно создавать гамма-лазеры, которые будут очень точно, избирательно уничтожать на наноуровне раковые клетки, не повреждая лежащие рядом здоровые ткани. Такие устройства смогли бы «заглядывать» не только внутрь клеточных ядер, но и в ядра атомов, что дало бы медикам и физикам беспрецедентный уровень детализации и понимания процессов на фундаментальном уровне.
Потенциал новинки выходит далеко за пределы медицины. При помощи экстремальных полей можно протестировать самые смелые гипотезы — от идей Стивена Хокинга о мультивселенной до самой «ткани» пространства-времени. «Изучать природу на фундаментальном уровне очень важно. Но инженеры дают ученым инструменты, которые позволят им не только проводить теоретические расчеты, но и проверять их на практике», — говорит Тирумаласетти.
Технология уже прошла успешное тестирование в Национальной ускорительной лаборатории SLAC при Стэнфордском университете, поданы заявки на патенты в США и за рубежом. Сейчас команда собирается усовершенствовать кремниевый материал и лазерную технику. Как и в случае с другими великими изобретениями, путь от первых идей до массового внедрения может занять десятилетия. Но если замысел Сахая воплотится, мы сможем наблюдать рождение технологий, которые изменят не только науку, но и само наше представление о реальности.
Ранее ученые изобрели метаповерхность, которая обещает произвести революцию в квантовых вычислениях
