加州帕洛阿爾托--(美國商業資訊)--戈登和貝蒂·摩爾基金會(Gordon and Betty Moore Foundation)向史丹佛大學及其國際合作夥伴捐贈了1350萬美元，用於設計被稱為晶片上加速器(accelerator-on-a-chip)的創新粒子加速器，並製作一個全功能、可擴充的工作原型。這種雷射驅動的粒子加速器可以用相對低成本生成新的粒子和光子源，解決目前的設施挑戰，提供更多接觸這一科學領域的機會，因而可能對物理界及至整個科學界產生重大影響。

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這次國際合作製作工作原型的依據是該專案的兩名首席研究員於2013年公佈的實驗，由史丹佛大學的Robert Byer博士在《自然》和艾朗根-紐倫堡大學的Peter Hommelhoff博士在《物理評論快報》上發表。

Byer和Hommelhoff博士都證明了有可能縮小雷射驅動的粒子加速器，並希望建造規模更小、價格更低的加速器。Byer博士的團隊使用以矽玻璃製造的格柵形結構，把高能光子注入到一個微小裝置中。他們向這個設計巧妙的結構發射一個雷射脈衝，使得光子的加速達到傳統加速器的10倍。Hommelhoff博士的團隊也以平行的方式證明可用雷射加速低能、非相對性光子。把兩項研究結果相結合，便開啟通向小型粒子加速器之門。這支簡短的影片說明了晶片上加速器的工作原理。

史丹佛大學應用物理系博士和該專案的共同負責人Robert L. Byer博士表示：「根據我們提出的革命性設計，這個原型可開啟新一代的『桌面型』加速器，可為生物學和材料學帶來不可想像的新發現，還有安全掃描、醫療及X光影像領域的潛在應用。」

該專案集合了加速器物理學、雷射物理學、奈米光子學和奈米製造領域的世界知名專家，擬在5年內開發出全功能、可擴充的原型加速器以生成光子和X光源，但比現有粒子加速器小幾個數量級。除了史丹佛大學和艾朗根-紐倫堡大學之外，這項國際合作還包括三個國家實驗室：位於加州門洛派克的SLAC國家加速器實驗室；位於德國漢堡的德國電子加速器(DESY)；以及位於瑞士菲林根的保羅謝爾研究所。還有5所大學和一家產業合作夥伴：加州大學洛杉機分校、普渡大學、漢堡大學、瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)、達姆施塔特科技大學和Tech-X Corporation。

過去75年中，粒子加速器一直是物理、化學、生物和製藥研究的重要工具，並產生多個獲得諾貝爾獎的發現。如果沒有新的加速器技術來降低成本（數十億資金）和尺寸（數英里長），為科學家提供更多使用機會，粒子物理和結構生物學領域就會停滯不前。

艾朗根-紐倫堡大學物理教授和本專案的聯合負責人Peter Hommelhoff博士表示：「加速器縮小的影響可與電腦的發展過程相比較，曾經需要佔據整個房間的電腦現在可以戴在手腕上了。這一進程說明，我們也許能夠讓之前沒有機會使用粒子加速器的領域和業界也用上這一資源。」

新發現的機會一直在增加，但來自政府、來自產業和來自慈善的科學投入和資助卻遠遠落後於今天加速科學進展的要求。在僅靠慈善捐助不能完全填補資金缺口的情況下，戈登和貝蒂·摩爾基金會體認到基礎研究投資的重要性，因為這些研究將加速創新，對後代有重大影響。該基金會是全世界最大的科學領域私人資助者之一，包括科學研究和技術開發在內，過去15年已投資超過11.5億美元。

戈登和貝蒂·摩爾基金會科學專案長Robert Kirshner博士表示：「晶片上加速器專案有很了不起的科學家，他們都致力於追求偉大的理想。當他們從概念驗證走向工作原型時，我們就知道他們已取得成功。這項研究有風險，但當一個創新方式有可能推動科學的重大進步時，摩爾基金會不害怕風險。縮小物體的尺寸以獲得巨大回報正是戈登摩爾在微電子領域所做的工作。」

戈登和貝蒂·摩爾基金會主要資助開創性的科學發現、環境保護、改善病人護理和保護灣區的特色風貌。更多資訊請造訪www.moore.org或關注 @MooreFound。

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