Acceleratoripartikler er en maskine, der er i stand til at accelerere ladede protoner, elektroner eller atomer, der begrænser dem i smalle bjælker med hastigheder tæt på lysets hastighed, gennem anvendelse af intens elektriske felter og magnetisk. Partikelacceleratorer bruges til videnskabelig forskning og også til produktion af synkrotronstråling.
Seogså: Ioniserende stråling - hvad er det, hvad er risiciene, sDethvad?og det passer
Hvordan fungerer en partikelaccelerator?
Partikelacceleratorer brug elektriske felter til at fremskynde partikler som protoner og elektroner gennem et stort potentiel forskel. Banen for disse partikler styres af et intenst eksternt magnetfelt, der er ansvarlig for at fokusere partikelstrålen, hvilket gør den stadig smalere.
DET kinetisk energi af partikler, der bevæger sig inden i acceleratorerne, måles i en ukonventionel enhed elektron volt (eV). Denne enhed svarer til, hvor meget energi der er lagret i en elektron, når den udsættes for en elektrisk potentiale af 1 V. En elektronvolt er lig med ca. 1,6.10-19 J, og i moderne partikelacceleratorer er det muligt at opnå kollisionermellem partikler hvis energi er tæt på 7 TeV (7.1012 eV). For at en så stor mængde energi skal nås, accelereres protoner og elektroner til mere end 99% af lysets hastighed.
De enkleste partikelacceleratorer er van der graaf generator Det er katodestrålerør (bruges på CRT-tv, også kendt som tube-tv), begge acceleratorer lineær og elektrostatik. Lineær hvorfor elektriske opladninger få hastighed langs en lige sti og elektrostatik ved at køre med felterelektriskkonstanter, de varierer ikke over tid.
Moderne partikelacceleratorer har lineære og cirkulære acceleratorer. Et eksempel på moderne acceleratorer er LHC (Large Hadron Collider). Ved LHC injiceres protoner i en lineær accelerator, hvorefter denne stråle af protoner er rettet mod en sekvens af ringe. I disse ringe kollimeres protonstrålen i stigende grad af magnetfelter og accelereres af dynamiske elektriske felter.
Hvad er en partikelaccelerator til?
Partikelacceleratorer har mange anvendelser, hvoraf den mest almindelige er den, der søger "visualiser" ekstremt energiske underpartikler, ligesom kvarker og higgs bosoner. Disse partikler kan kun observeres i meget korte øjeblikke, når to atomer bevæger sig med hastigheder meget tæt på lysets hastighed kolliderer frontalt.
Partikelacceleratorer tjener også til at producere synkrotronstråling.. Synchroton-stråling er navnet på elektromagnetiske bølger udsendes af partikler, der bevæger sig i den cirkulære ring af en partikelaccelerator. Stråling udsendes af accelererede partikler, således nogle partikelacceleratorer kan producere forskellige "lyslinjer" - røntgenstråler, gammastråler og eventuelle frekvenser. Disse stråling bruges til de mest forskellige formål: strukturel analyse af materialer, onkologiske behandlinger, billedundersøgelser osv.
Seogså: Oplev de underpartikler, der giver anledning til protoner og neutroner
Hvor er partikelacceleratorerne?
De fleste partikelacceleratorer findes på universiteter og forskningscentre rundt om i verden. I øjeblikket er der ca. 30 tusind partikelacceleratorer i drift.
Partikelacceleratorer i Brasilien
Brasilien har store partikelacceleratorer i National Synchroton Light Laboratory (LNLS), blandt dem skiller sig ud Sirius, en af de mest moderne 4. generation synkroton lyskilder i Brasilien og i verden. Den nye partikelaccelerator implementeres og vil tjene flere formål, såsom akademisk forskning relateret til energi, miljø, forsvar, industri, sundhed osv.
Sirius-acceleratoren vil være i stand til at producere linjer med lys milliarder gange mere intense end dem, der produceres af UVX, åbnet i 1997 og lukket i 2019. På denne måde kan nye undersøgelser udføres, fremme udviklingen af national videnskab.
Af Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-acelerador-particulas.htm
