粒子加速器とは何ですか？

アクセルに粒子 は、帯電した陽子、電子、または原子を加速し、それらを狭いビームに閉じ込め、速度を 光の速度、強烈なアプリケーションを介して 電界 と磁気。 粒子加速器は、科学研究や放射光の生成に使用されます。

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粒子加速器はどのように機能しますか？

粒子加速器 電場を使用して粒子を高速化する 陽子と電子として 電位差. これらの粒子の軌道は、粒子ビームの集束に関与する強力な外部磁場によって制御され、粒子ビームをますます狭くします。

THE 運動エネルギー 加速器内を移動する粒子の数は、型にはまらない単位で測定されます。 電子ボルト （eV）。 この単位は、電子にさらされたときにどれだけのエネルギーが電子に蓄えられるかに相当します。 電位 1Vの。 電子ボルトは約に等しい 1,6.10^-19 J、 そして、現代の粒子加速器では、達成することが可能です 衝突粒子間 そのエネルギーは7TeV（7.10¹² eV）。 このような大量のエネルギーに到達するために、陽子と電子は 光速の99％。

この画像では、世界最大の粒子加速器であるLHCで行われた実験の1つです。

最も単純な粒子加速器は ヴァンダーグラフジェネレーター それは ブラウン管 （ブラウン管テレビとしても知られるブラウン管テレビで使用）、両方の加速器 線形 そして 静電気。 線形なぜするのか 電荷 直線経路に沿って速度を上げ、 田畑電気の定数、 つまり、時間の経過とともに変化することはありません。

最新の粒子加速器は、線形および円形の加速器を備えています。 最新のアクセラレータの例は、 LHC （大型ハドロン衝突型加速器）。 LHCでは、陽子が線形加速器に注入され、この陽子ビームが一連のリングに向けられます。 これらのリングでは、陽子ビームは磁場によってますますコリメートされ、動的電場によって加速されます。

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粒子加速器とは何ですか？

粒子加速器には多くの用途がありますが、その中で最も一般的なのは、 非常にエネルギッシュなサブ粒子を「視覚化」する、 以下のような クォーク そしてその ヒッグス粒子. これらの粒子は、光速に非常に近い速度で移動する2つの原子が正面衝突する非常に短い瞬間にのみ観察できます。

一部の粒子加速器は、粒子間の非常にエネルギーの高い衝突を調査します。

粒子加速器 シンクロトロン放射を生成するのにも役立ちます。. 放射光はに与えられた名前です 電磁波 粒子加速器の円形リング内を移動する粒子によって放出されます。 放射線は加速された粒子によって放出されるため、一部の粒子加速器は さまざまな「光の線」を生成できます — X線、ガンマ線、および任意の周波数。 これらの放射線は、材料の構造分析、腫瘍学的治療、画像検査など、最も多様な目的に使用されます。

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粒子加速器はどこにありますか？

ほとんどの粒子加速器は、世界中の大学や研究センターで見られます。 現在約あります 3万 稼働中の粒子加速器。

ブラジルの粒子加速器

ブラジルには大きな粒子加速器があります 国立シンクロトン光研究所 （LNLS）、その中で際立っている シリウス、ブラジルおよび世界で最も近代的な第4世代シンクロトン光源の1つ。 新しい粒子加速器は実装されており、エネルギー、環境、防衛、産業、健康などに関連する学術研究など、いくつかの目的に役立ちます。

シリウス加速器は、によって生成されるものよりも数十億倍強い光の線を生成することができます UVX、1997年にオープンし、2019年にクローズしました。 このようにして、新しい研究を行うことができます、 国家科学の発展を後押しする.

RafaelHellerbrock著
物理の先生

学校や学業でこのテキストを参照しますか？ 見てください：

ヘラーブロック、ラファエル。 "粒子加速器とは何ですか？"; ブラジルの学校. で利用可能： https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-acelerador-particulas.htm. 2021年6月27日にアクセス。