Čo je urýchľovač častíc?

Urýchľovačvčastice je stroj schopný akcelerovať nabité protóny, elektróny alebo atómy a obmedzovať ich v úzkych lúčoch rýchlosťou blízkou rýchlosť svetla, prostredníctvom aplikácie intenzívnych elektrické polia a magnetické. Urýchľovače častíc sa používajú na vedecký výskum a tiež na výrobu synchrotrónového žiarenia.

Pozritiež: Ionizujúce žiarenie - čo to je, aké sú riziká, sThečo?a sedí to

Ako funguje urýchľovač častíc?

Urýchľovače častíc na urýchlenie častíc používajú elektrické polia ako protóny a elektróny cez veľkú potenciálny rozdiel. Dráhu týchto častíc riadi intenzívne vonkajšie magnetické pole, ktoré je zodpovedné za zaostrenie lúča častíc, čím sa stáva čoraz užším.

THE Kinetická energia častíc pohybujúcich sa v urýchľovačoch sa meria v netradičnej jednotke, elektrónový volt (eV). Táto jednotka zodpovedá množstvu energie uloženej v elektróne, keď je vystavené a elektrický potenciál 1 V. Elektrónový volt sa rovná asi 1,6.10-19 J, a v moderných urýchľovačoch častíc je možné dosiahnuť

kolíziemedzi časticami ktorého energia sa blíži k 7 TeV (7.1012 eV). Aby bolo možné dosiahnuť také veľké množstvo energie, protóny a elektróny sa urýchľujú na viac ako 99% rýchlosti svetla.

Na snímke jeden z experimentov uskutočňovaných na najväčšom urýchľovači častíc na svete, LHC.
Na snímke jeden z experimentov uskutočňovaných na najväčšom urýchľovači častíc na svete, LHC.

Najjednoduchšie urýchľovače častíc sú generátor van der Graaf to je katódová trubica (používajú sa na televízoroch CRT, tiež známych ako elektrónkové televízory), oba urýchľovače lineárny a elektrostatika. Lineárne prečo elektrické náboje získať rýchlosť po priamej ceste a elektrostatiku prevádzkou s poliaelektrickýkonštanty, to znamená, že sa časom nemenia.

Moderné urýchľovače častíc majú lineárne a kruhové urýchľovače. Príkladom moderných akcelerátorov je LHC (Veľký hadrónový urýchľovač). Na LHC sú protóny vstrekované do lineárneho urýchľovača, potom je tento lúč protónov nasmerovaný na postupnosť prstencov. V týchto prstencoch je protónový lúč čoraz viac kolimovaný magnetickými poľami a urýchľovaný dynamickými elektrickými poľami.

Na čo slúži urýchľovač častíc?

Urýchľovače častíc majú veľa využití, z ktorých najbežnejšie je hľadanie „vizualizovať“ mimoriadne energetické častice, ako kvarky a Higgsove bozóny. Tieto častice možno pozorovať iba vo veľmi krátkych okamihoch, keď sa dva atómy pohybujúce sa rýchlosťou veľmi blízkou rýchlosti svetla zrazia čelne.

Niektoré urýchľovače častíc skúmajú vysokoenergetické zrážky medzi časticami.
Niektoré urýchľovače častíc skúmajú vysokoenergetické zrážky medzi časticami.

Urýchľovače častíc tiež slúžia na produkciu synchrotrónového žiarenia.. Názov je pomenovaný synchrotonové žiarenie elektromagnetické vlny emitované časticami pohybujúcimi sa v kruhovom prstenci urýchľovača častíc. Žiarenie emitujú urýchlené častice, teda niektoré urýchľovače častíc môže produkovať rôzne „svetelné línie“ - röntgenové lúče, gama lúče a akékoľvek požadované frekvencie. Tieto žiarenia sa používajú na najrôznejšie účely: štrukturálna analýza materiálov, onkologické ošetrenie, obrazové vyšetrenia atď.

Pozritiež: Objavte podčastice, z ktorých vznikajú protóny a neutróny

Kde sú urýchľovače častíc?

Väčšina urýchľovačov častíc sa nachádza na univerzitách a vo výskumných centrách po celom svete. V súčasnej dobe existuje asi 30 tis urýchľovače častíc v prevádzke.

Urýchľovače častíc v Brazílii

Brazília má v USA veľké urýchľovače častíc Národné laboratórium synchrotónového svetla (LNLS), medzi nimi vyniká Sirius, jeden z najmodernejších synchrotónových svetelných zdrojov 4. generácie v Brazílii a na svete. Nový urýchľovač častíc sa implementuje a bude slúžiť na rôzne účely, napríklad na akademický výskum v oblasti energetiky, životného prostredia, obrany, priemyslu, zdravia atď.

Urýchľovač Sirius bude schopný produkovať línie svetla miliardkrát intenzívnejšie ako tie, ktoré produkuje UVX, otvorené v roku 1997 a zatvorené v roku 2019. Týmto spôsobom je možné uskutočňovať nové výskumy, podpora rozvoja národnej vedy.

Autor: Rafael Hellerbrock
Učiteľ fyziky

Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-acelerador-particulas.htm

Poznajte niektoré príznaky toho, že môžete mať cukrovku cez nohy

Jedným zo spôsobov, ako telo ukazuje, že niečo nie je v poriadku s hladinou cukru v krvi, sú urči...

read more

WhatsApp: Objaví sa funkcia, ktorá vám umožní posielať správy sami sebe

S každým ďalším dňom technológie napredujú ešte viac. Vďaka tomu sociálne siete držia krok s pokr...

read more

Ako zistiť, kto vás kontaktoval na WhatsApp bez toho, aby ste sa dotkli telefónu

Je nepopierateľné, že každý deň je každý deň čoraz rušnejší a plný aktivít a požiadaviek. Vzhľado...

read more