De partikkelakseleratorer de er blant de mest fascinerende og komplekse maskinene som noen gang er bygget av mennesker. De er vant til studere emnet i sine mest grunnleggende komponenter, ved hjelp av elektriske og magnetiske felt, akselerere partikler får dem til å kollidere. Men de er ikke bare verktøy for forske: de har konkrete applikasjoner også innen medisin, industri og kunst. De Stor Hadron Collider (LHC), tilstede kl CERN i Genèveer den største og kraftigste partikkellagringsringen som er i drift i dag. Den ligger under jorden, i en tunnel 27 km i omkrets. Her akselereres protoner til 99,999 % av lysets hastighet og kolliderte deretter. Takket være LHC ble Higgs-bosonet oppdaget, partikkelen som gir masse til alle de andre. En slik oppdagelse førte til Peter Higgs og François Englert å motta Nobelprisen for fysikk i 2013.
Hva er en partikkelakselerator og hva er den til
De partikkelakseleratorer de er enheter de bruker elektriske og magnetiske felt å gi en «trykk” til partiklene, og akselererer dem opp til hastighet veldig nær lysets. Når ønsket energi er nådd, får partiklene til å kollidere med hverandre eller med et mål. Fra disse kollisjonene ja generere nye partiklersom forteller oss hvordan universet er på mikroskopisk nivå.
Hvordan partikkelakseleratorer fungerer
Akseleratorer kan være deineari om partiklene beveger seg i en rett linje, eller som ofte er tilfellet csirkulær. I det siste tilfellet roterer partiklene inne i en ring. Her spiller magneter med kraftige magnetfelt inn, som bøyer banen til partiklene og holder dem på »sporet». For å få en partikkelakselerator til å fungere, trengs ulike elementer og teknologier:
- fra ladede partikler elektrisk, som ioner, elektroner eller protoner
- av elektriske felt for i utgangspunktet å akselerere partiklene
- av magneti å krumme banen til partiklene og å kontrollere formen og posisjonen til strålen
- en høyt vakuum for å forhindre at partikler kolliderer med uønskede molekyler
- av sradiofrekvenssystemer som gir «push» til partiklene ved hver sving, for å fylle opp energien som gikk tapt under forrige reise.
- av detektorer å «fotografere» kollisjoner mellom partikler med hverandre, på en prøve eller mot et mål.
Alt dette administreres av et datasystem og tverrfunksjonelle ferdigheter som deles av team av forskere, fysikere og ingeniører. Det finnes også en type partikkelakselerator, kalt synkrotronsom genererer guder fra akselerasjon av elektroner høyenergifotoneralt fra infrarødt, gjennom det synlige spekteret til røntgenstråler.
Anvendelser av akseleratorer og synkrotroner
Disse verktøyene har mange konkrete bruksområder. Akseleratorer er nyttige for forskning i fysikk, å forstå hva som skjer av samhandlingen mellom partiklerfor å forstå universets fødselfor å søke mørk materie Og nye dimensjoner.
Akseleratorer og synkrotroner brukes i medisin, for eksempel til strålebehandling og for produksjon av radiofarmasøytiske midler. i’industri de brukes til å analysere materialer og til sterilisering av medisinske instrumenter og mat. i’kunst og arkeologi de er nyttige for å studere pigmenter, eldgamle funn, malerier uten å ødelegge dem.
Synkrotroner tillater ekstremt presis analyse av struktur av materialer elektronikk som halvledere og batterier, som bidrar til utviklingen av mer effektive og langvarige enheter. I matfeltsynkrotronlys brukes til å studere den molekylære sammensetningen av matvarer, forbedre konservering og sikre kvaliteten og mattryggheten til produktene.
