Des chercheurs mettent un accélérateur de particules sur une puce en silicium

12 janvier 2020 à 13h11
12
Puce informatique
© Pixabay

Peut-être connaissez-vous le collisionneur de hadrons, l'accélérateur de particules long de près de 27 kilomètres, qui se trouve à proximité de la frontière franco-suisse. Eh bien des chercheurs de l'université de Stanford sont parvenus à réaliser un autre accélérateur, d'une taille cette fois sensiblement réduite. À tel point qu'ils sont parvenus à le placer sur une puce de silicium...

Bien entendu, à ce niveau de miniaturisation, l'accélération fournie par le système est infime en comparaison de celle du grand collisionneur du CERN. Mais le nouveau prototype du SLAC promet tout de même de démocratiser l'accélération de particules pour les scientifiques du monde entier.

Un nouvel espoir pour la médecine

C'est ce qu'explique l'ingénieure et chef de l'équipe en charge du projet, Jelena Vuckovic. Elle déclare, dans la revue Science, que « les accélérateurs les plus volumineux sont comme de puissants télescopes. Il y en a seulement quelques-uns dans le monde et les scientifiques doivent se déplacer jusqu'à eux (comme au SLAC, le Stanford Linear Accelerator Center de l'université de Stanford) pour les utiliser. Nous voulons miniaturiser la technologie de l'accélération de manière à en faire un outil de recherche plus accessible ».

L'équipe de Jelena Vuckovic compare cette évolution à celle de l'informatique, dont les composants sont progressivement devenus plus petits et plus puissants. Pour le physicien Robert Byer, co-auteur de l'article publié dans Science, la miniaturisation de la technologie de l'accélération autoriserait la réflexion sur de nouveaux traitements de radiothérapie, notamment contre le cancer. « Dans cet article, nous montrons comment nous pourrions diriger un rayonnement de faisceau d'électrons directement vers une tumeur, en laissant les tissus sains inchangés », affirme-t-il.

100 000 fois plus petit qu'un accélérateur traditionnel

Cette idée de miniaturiser un accélérateur de particules n'est pas nouvelle. Le SLAC avait déjà concrétisé un projet similaire en 2013. Aujourd'hui, le nouveau prototype a été miniaturisé, puis installé avec succès sur une puce de silicium de 25 micromètres de long. Mais ce changement d'échelle implique de repenser le fonctionnement de l'appareil : plutôt que d'utiliser les micro-ondes, comme c'est le cas des grands accélérateurs de particules, le mini-accélérateur de l'université de Stanford utilise des impulsions de laser infrarouge. L'accélération de protons apportée par ce type de rayons fournit une énergie semblable à celle des micro-ondes, tout en parcourant une distance largement inférieure (dix fois moins que la largeur d'un cheveu).

L'équipe a également dû miniaturiser les structures de l'accélérateur, qui sont désormais de l'ordre de 100 fois plus petites que les structures de cuivre que l'on peut trouver dans un accélérateur traditionnel. La conception a été confiée à un algorithme, qui a indiqué aux chercheurs comment disposer les éléments afin que les photons entrent correctement en contact avec le flux d'électrons.

Les chercheurs veulent désormais ajouter un millier de canaux à cette puce, afin que le flux d'énergie puisse atteindre 94 % de la vitesse de la lumière. D'après Jelena Vuckovic, cela fournirait aux scientifiques une puissance suffisante pour la poursuite de recherches, notamment médicales. Les scientifiques du monde entier se sont cependant pas tous orientés vers la miniaturisation de l'accélération. La Chine, par exemple, fait même le pari inverse.

Source : Science Daily
Modifié le 13/01/2020 à 09h03
Soyez toujours courtois dans vos commentaires.
Respectez le réglement de la communauté.
12
9
DavidInitial
Ca sert à quoi?
sebzuki
« cette fois sensiblement réduite » je crois que le mot sensiblement ne convient pas ici…<br /> ça fait appel à des sensations de perception, 27km ça ne se perçoit pas… et 25 microns non plus ^^<br /> En plus ce mot est trop utilisé pour tout et rien, même ses deux sens connus sont contradictoires et introduisent du flou dans la compréhension des textes et dans la tête des gens ^^
rsebas3620
a rendre la radiotherapie plus efficace et generaliser le gamma knife en version v10 (le temps que ca arrive) afin de neutraliser les cancer au niveau celulaire voir atomique et ne laissait plus rien en terme de cellules cancereuse
Jehlem
Tiens, sur la photo on voit un 74LS240 Texas Instruments, ça me rappelle mes débuts dans l’électronique
Blues_Blanche
Je me pose aussi la question, en quoi ça peut aider la médecine ?<br /> Est-ce que ça permet de produire des éléments radioactifs utilisés en radiothérapie ?
rsebas3620
sauf qu’elle se propage et c’est pour eviter la propagation et d’utiliser ce procedé au niveau cellulaire (ou sub atomique)
Sinic
« L’article original parle d’un facteur 10 fois inférieur au votre, je pense que par enthousiasme galopant un zéro s’est glissé lors de la rédaction. »<br /> Ah, je regarde ça très vite.<br /> EDIT : Ah, trouvé, effectivement, c’est venu d’une erreur de traduction de ma part.
Nmut
Si tu veux chipoter, le « sensiblement » ne s’applique pas aux tailles respectives (et je dirais d’ailleurs que 27km est une taille toute à fait perceptibles, et on la convertit facilement en temps), mais au rapport entre les deux…
K4minoU
Je suis admiratif si tu arrives à percevoir 27km de circonférence =)<br /> Si je te demande de faire 27km en dessinant un cercle depuis un point d’origine sur le-dit cercle; je doute que tu y arrives (sans instrument de mesure).<br /> Je pense même qu’au bout de 1 ou 2 km, tu seras complètement à la ramasse niveau rayon de courbure initial (si tu es physiquement en forme - je précise, car si on boite par exemple, ou qu’on a des problèmes de dos, sur une ligne droite, sans repère, on finira par tourner en rond du côté où l’on a mal physiquement, donc cela faussera encore plus la donne).<br /> Et en ce sens, tu admettras avec moi que la notion de perception reste limité.<br /> L’échelle de grandeur est trop important ici pour être perceptible je pense ^^
Nmut
Je vois que je n’ai pas compris ce que tu disais… <br /> Par perception tu entendais « voir » alors que je pensais « intellectualisation » ou plus simplement « image mentale ». Peut-être que mon habitude de manipuler des chiffres à différentes échelles sur des études complexes m’a déformé l’esprit.
Blues_Blanche
Tu confonds perception et conception ?
Nmut
Pour moi, la perception, c’est d’abord l’appréhension et la compréhension d’un problème. Mais effectivement c’est aussi ce que « captent » les 5 sens.<br /> Par contre, « conception », je ne vois pas le rapport…
Blues_Blanche
La façon dont c’est conçu.
Voir tous les messages sur le forum

Actualités du moment

Sur un plateau | ROOT : La ferme des animaux
Carte microSDXC SanDisk 128 Go pour Nintendo Switch à -27% en Soldes chez Amazon
Soldes : les écouteurs sans fil Philips UpBeat à moins 30%
CES 2020 : Roland lance Go:Livecast, et fait de votre smartphone un studio de streaming
Apple, accusée d'avoir volé les secrets commerciaux d'une société pour la partie santé de l'Apple Watch
Guru, la start-up qui veut tout recharger... mais sans fil
Insolite | Il faudrait 19 ans et plus de 168 000 dollars pour télécharger tout Pirate Bay
En Irlande, deux entreprises vont investir 300 millions dans une ferme solaire de 500 MW
Forfait 4G : offre Free 60 Go à 9,99€ de retour pour les Soldes
Haut de page