Akceleratorwcząstki jest maszyną zdolną do przyspieszania naładowanych protonów, elektronów lub atomów, zamykając je w wąskich wiązkach, z prędkościami zbliżonymi do prędkość światła, poprzez zastosowanie intensywnej pola elektryczne i magnetyczny. Akceleratory cząstek są wykorzystywane do badań naukowych, a także do produkcji promieniowania synchrotronowego.
Popatrzrównież: Promieniowanie jonizujące - co to jest, jakie są zagrożenia, pco?i pasuje
Jak działa akcelerator cząstek?
Akceleratory cząstek użyj pól elektrycznych, aby przyspieszyć cząstki jak protony i elektrony przez duży potencjalna różnica. Trajektoria tych cząstek jest kontrolowana przez intensywne zewnętrzne pole magnetyczne, odpowiedzialne za skupianie wiązki cząstek, przez co staje się ona coraz węższa.
TEN energia kinetyczna cząstek poruszających się w akceleratorach mierzy się w niekonwencjonalnej jednostce, elektronowolt (eV). Ta jednostka odpowiada ilości energii zmagazynowanej w elektronie poddanym działaniu a potencjał elektryczny 1 V. Elektronowolt wynosi około 1,6.10-19 JOT, a w nowoczesnych akceleratorach cząstek można osiągnąć kolizjemiędzy cząstkami którego energia jest bliska 7 TeV (7,1012 eV). Aby osiągnąć tak dużą ilość energii, protony i elektrony są przyspieszane do ponad 99% prędkości światła.
Najprostsze akceleratory cząstek to generator van der graafa to jest kineskop (używane w telewizorach CRT, znanych również jako telewizory lampowe), oba akceleratory liniowy i elektrostatyka. Liniowy dlaczego? ładunki elektryczne uzyskać prędkość wzdłuż prostej ścieżki, a elektrostatyka operując z polaelektrycznystałe, to znaczy, że nie zmieniają się w czasie.
Nowoczesne akceleratory cząstek zawierają akceleratory liniowe i kołowe. Przykładem nowoczesnych akceleratorów jest LHC (Wielki Zderzacz Hadronów). W LHC protony są wstrzykiwane do akceleratora liniowego, a następnie ta wiązka protonów kierowana jest na sekwencję pierścieni. W tych pierścieniach wiązka protonów jest coraz bardziej kolimowana przez pola magnetyczne i przyspieszana przez dynamiczne pola elektryczne.
Do czego służy akcelerator cząstek?
Akceleratory cząstek mają wiele zastosowań, z których najczęstszym jest to, które ma na celu "wizualizować" ekstremalnie energetyczne podcząstki, podobnie jak kwarki i bozony Higgsa. Cząstki te można obserwować tylko przez bardzo krótkie chwile, kiedy dwa atomy poruszające się z prędkością bardzo bliską prędkości światła zderzają się czołowo.
Akceleratory cząstek służą również do wytwarzania promieniowania synchrotronowego.. Promieniowanie synchrotonowe to nazwa nadana fale elektromagnetyczne emitowane przez cząstki poruszające się w okrągłym pierścieniu akceleratora cząstek. Promieniowanie emitowane jest przez przyspieszone cząstki, stąd niektóre akceleratory cząstek może wytwarzać różne "linie światła" — promienie rentgenowskie, promienie gamma i wszelkie pożądane częstotliwości. Promieniowania te są wykorzystywane do najróżniejszych celów: analizy strukturalnej materiałów, leczenia onkologicznego, badań obrazowych itp.
Popatrzrównież: Odkryj podcząstki, z których powstają protony i neutrony
Gdzie są akceleratory cząstek?
Większość akceleratorów cząstek znajduje się na uniwersytetach i ośrodkach badawczych na całym świecie. Obecnie istnieje około 30 tysięcy akceleratory cząstek w działaniu.
Akceleratory cząstek w Brazylii
Brazylia ma duże akceleratory cząstek w Narodowe Laboratorium Światła Synchrotonowego (LNLS), wśród nich wyróżnia się Syriusz, jedno z najnowocześniejszych źródeł światła synchrotonowego czwartej generacji w Brazylii i na świecie. Nowy akcelerator cząstek jest wdrażany i będzie służył kilku celom, takim jak badania naukowe związane z energią, środowiskiem, obronnością, przemysłem, zdrowiem itp.
Akcelerator Syriusza będzie w stanie wytworzyć linie światła miliardy razy intensywniejsze niż te wytwarzane przez UVX, otwarty w 1997 roku i zamknięty w 2019 roku. W ten sposób można przeprowadzić nowe badania, pobudzenie rozwoju nauki krajowej.
Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-acelerador-particulas.htm
