Ускорителвчастици е машина, способна да ускорява заредени протони, електрони или атоми, затваряйки ги в тесни лъчи, със скорости близки до скоростта на светлината, чрез прилагането на интензивно електрически полета и магнитни. Ускорителите на частици се използват за научни изследвания, а също и за производството на синхротронно излъчване.
Вижсъщо: Йонизиращо лъчение - какво е то, какви са рисковете, стрTheКакво?и пасва
Как работи ускорителят на частиците?
Ускорители на частици използвайте електрически полета, за да ускорите частиците като протони и електрони през голям потенциална разлика. Траекторията на тези частици се контролира от интензивно външно магнитно поле, отговорно за фокусирането на лъча на частиците, което го прави все по-тесен.
НА кинетична енергия на частиците, движещи се в ускорителите, се измерва в нетрадиционна единица, електронен волт (eV). Тази единица е еквивалентна на това колко енергия се съхранява в електрон, когато се подложи на a електрически потенциал от 1 V. Електрон волт е равен на около 1,6.10-19 J, и в съвременните ускорители на частици е възможно да се постигне сблъсъцимежду частиците чиято енергия е близка до 7 TeV (7.1012 eV). За да бъде достигнато толкова голямо количество енергия, протоните и електроните се ускоряват до повече от 99% от скоростта на светлината.
Най-простите ускорители на частици са генератор на ван дер граф това е електроннолъчева тръба (използвани на CRT телевизори, известни също като телевизори с тръби), и двата ускорителя линейна и електростатика. Линейно защо електрически заряди набира скорост по права линия и електростатиката, като работи с полетаелектрическиконстанти, тоест те не се променят във времето.
Съвременните ускорители на частици разполагат с линейни и кръгови ускорители. Пример за съвременни ускорители е LHC (Голям адронен колайдер). В LHC протоните се инжектират в линеен ускорител, след което този лъч от протони се насочва към последователност от пръстени. В тези пръстени протонният лъч все повече се колимира от магнитни полета и се ускорява от динамични електрически полета.
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
За какво е ускорителят на частиците?
Ускорителите на частици имат много приложения, най-често срещаното от тях е това, което търси "визуализират" изключително енергични частици, като кварки и хиггс бозони. Тези частици могат да бъдат наблюдавани само за много кратки моменти, когато два атома, движещи се със скорости, много близки до скоростта на светлината, се сблъскат челно.
Ускорители на частици служат и за производство на синхротронно излъчване.. Синхротонното лъчение е името, дадено на електромагнитни вълни излъчвани от частици, движещи се в кръговия пръстен на ускорител на частици. Излъчването се излъчва от ускорени частици, следователно някои ускорители на частици може да произвежда различни "светлинни линии" - рентгенови лъчи, гама лъчи и всякакви желани честоти. Тези лъчения се използват за най-разнообразни цели: структурен анализ на материали, онкологични лечения, изследвания на изображения и др.
Вижсъщо: Открийте подчастиците, които пораждат протони и неутрони
Къде са ускорителите на частиците?
Повечето ускорители на частици се намират в университети и изследователски центрове по целия свят. В момента има около 30 хиляди ускорители на частици в експлоатация.
Ускорители на частици в Бразилия
Бразилия има големи ускорители на частици в Национална лаборатория за синхронна светлина (LNLS), сред тях се откроява Сириус, един от най-модерните 4-то поколение синхротонни източници на светлина в Бразилия и в света. Новият ускорител на частици се прилага и ще служи за няколко цели, като академични изследвания, свързани с енергетиката, околната среда, отбраната, индустрията, здравеопазването и др.
Ускорителят Sirius ще може да произвежда светлинни линии милиарди пъти по-интензивни от тези, произведени от UVX, отворена през 1997 г. и затворена през 2019 г. По този начин могат да се извършват нови изследвания, засилване развитието на националната наука.
От Рафаел Хеллерброк
Учител по физика
Искате ли да се позовавате на този текст в училище или академична работа? Виж:
ХЕЛЕРБРОК, Рафаел. „Какво е ускорител на частици?“; Бразилско училище. Наличен в: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-acelerador-particulas.htm. Достъп на 27 юни 2021 г.
Физика
Знаете ли какво е електрическо поле? Електрическото поле е векторно, тоест във всяка точка от пространството има определен модул, посока и посока. Електрическото поле е отговорно за появата на сили на привличане и отблъскване между електрическите заряди. Неговите единици са Волта на метър или Нютони на кулон.
Физика
Знаете ли каква е скоростта на светлината? Във вакуум светлината може да се движи със скорост от 299 792 458 метра в секунда. И до днес не е известно нищо, което да може да се движи по-бързо от нея. Скоростта на светлината не зависи от излъчващия я източник, нито от наблюдателите му, а изключително от средата, в която се разпространява.
