Description du projet
L’incroyable accélérateur de particules qui rétrécit trouve un foyer dans une puce photonique intégrée
Les accélérateurs de particules qui propulsent des particules fondamentales à des vitesses très élevées ont ouvert une nouvelle fenêtre vers les éléments fondamentaux de l’univers. Actuellement, quasiment toutes les révélations révolutionnaires se font à partir des très rares et très grands accélérateurs de particules du monde entier. Le rétrécissement de ces dispositifs en systèmes portables à la main les rendrait non seulement accessibles à des milliers de laboratoires, accélérant ainsi la recherche, mais cela permettrait également d’ouvrir la voie à des applications fondamentales dans des domaines allant des soins de santé à la sécurité ou encore à la protection de l’environnement. Le projet AccelOnChip, financé par l’UE, est sur le point de livrer un accélérateur de particules miniature sur une puce photonique intégrée. Ce travail va révolutionner la recherche sur les accélérateurs et leurs applications, plaçant ainsi l’Europe à la pointe d’un nouveau domaine scientifique et technologique de pertinence socio‑économique élevée.
Objectif
Resting on our demonstration of laser-driven nanophotonics-based particle acceleration, we propose to build a miniature particle accelerator on a photonic chip, comprising high gradient acceleration and fully optical field-based electron control. The resulting electron beam has outstanding space-time properties: It is bunched on sub-femtosecond timescales, is nanometres wide and coherent. We aim at utilizing this new form of all-optical free electron control in a broad research program with five exciting objectives:
(1) Build a 5 MeV accelerator on a photonic chip in a shoebox-sized vessel,
(2) Perform ultrafast diffraction with attosecond and even zeptosecond electron pulses,
(3) Generate photons on chip at various wavelengths (IR to x-ray),
(4) Couple quantum-coherently electron wavepackets and light in multiple interaction zones, and
(5) Conduct radiobiological experiments, akin to the new FLASH radiotherapy and Microbeam cell treat-ment.
AccelOnChip will enable five science objectives potentially shifting the horizons of todays knowledge and capabilities around ultrafast electron imaging, photon generation, (quantum) electron-light coupling, and radiotherapy dramatically. Moreover, AccelOnChip promises to democratize accelerators: the accelerator on a chip will be based on inexpensive nanofabrication technology. We foresee that every university lab can have access to particle and light sources, today only accessible at large facilities. Last, AccelOnChip will take decisive steps towards an ultracompact electron beam radiation device to be put into the tip of a catheter, a potentially disruptive radiation therapy device facilitating new treatment forms. AccelOnChip is a cross-disciplinary high risk/high return project combining and benefiting nanophotonics, accelerator science, ultra-fast physics, materials science, coherent light-matter coupling, light generation, and radiology - and is based on my groups unique expertise acquired in recent years.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- sciences médicales et de la santémédecine cliniqueradiologie
- ingénierie et technologienanotechnologienanophotonique
- sciences naturellessciences physiquesphysique théoriquephysique des particulesphotons
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Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2019-ADG
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ERC-ADG - Advanced GrantInstitution d’accueil
91058 ERLANGEN
Allemagne