El proceso de la aceleración de partículas involucra acelerar un electrón hasta que casi alcance la velocidad de la luz, y esto se logra al usar un arreglo de microondas, algo que resulta muy caro y laborioso. Para eliminar completamente la necesidad de este difícil proceso, los investigadores crearon una nanoestructura de silicio que se acuñó de tal manera que genera campos magnéticos muy precisos que aumentan el poder de los electrones que viajan a través de él, lo que disminuye, al mismo tiempo, el tipo de magnetismo que desacelera las partículas.
Este método usa luz láser para aumentar la energía de los electrones. Todo el proceso se lleva a cabo en un diminuto canal de menos de 200 veces el grosor de un cabello humano. La luz láser se conforma por una longitud de onda que tiene una amplitud y un periodo uniformes. Los científicos emplean un láser infrarrojo con una amplitud de onda de exactamente el doble que la altura del dispositivo. Estas ondas tienen un campo electromagnético que oscila hacia adelante y hacia atrás. Para alcanzar la aceleración deseada, los electrones tienen que encontrar más espacio del campo que los empuje hacia adelante y menos que los detenga. Para esto, los investigadores modificaron el canal, creando un patrón a nanoescala de 500 crestas y valles en la parte superior e inferior de la estructura; esto hace que los electrones encuentren una mayor superficie de aceleración, lo que incrementa su velocidad por hasta 10 veces.
Joel England, físico de SLAC y líder de los experimentos, comentó: "Aún tenemos [que superar] un buen número de retos antes de que esta tecnología se vuelva práctica para su uso en el mundo real, pero eventualmente reducirá substancialmente el tamaño y costo de futuros colisionadores de partículas de alta energía, para explorar el mundo de fuerzas y partículas fundamentales." Aparte de esto, England declaró que este dispositivo ayudaría a crear aceleradores compactos y aparatos de rayos X para escaneos de seguridad, terapia médica e investigaciones en los ramos de la bilogía y la ciencia de materiales.
Se calcula que al alcanzar su potencial completo, este acelerador en un chip conseguiría el poder del acelerador lineal que tiene una medida de 3.2 KM de longitud, en tan sólo 30 metros, pues al mismo tiempo sería capaz de crear un millón más de pulsos de electrones por segundo.
