Acceleratoripartiklar är en maskin som kan accelerera laddade protoner, elektroner eller atomer och begränsa dem i smala strålar, med hastigheter nära ljusets hastighet, genom tillämpning av intensiv elektriska fält och magnetisk. Partikelacceleratorer används för vetenskaplig forskning och även för produktion av synkrotronstrålning.
Seockså: Joniserande strålning - vad är det, vilka är riskerna, sDeVad?och den passar
Hur fungerar en partikelaccelerator?
Partikelacceleratorer använd elektriska fält för att påskynda partiklar som protoner och elektroner genom ett stort möjlig skillnad. Banan för dessa partiklar styrs av ett intensivt yttre magnetfält, som ansvarar för att fokusera partikelstrålen, vilket gör den alltmer smal.
DE rörelseenergi av partiklar som rör sig i acceleratorerna mäts i en okonventionell enhet elektronvolt (eV). Denna enhet motsvarar hur mycket energi som lagras i en elektron när den utsätts för en elektrisk potential av 1 V. En elektronvolt är lika med ungefär 1,6.10-19 J, och i moderna partikelacceleratorer är det möjligt att uppnå kollisionermellan partiklar vars energi är nära 7 TeV (7.1012 eV). För att en så stor mängd energi ska nås accelereras protoner och elektroner till mer än 99% av ljusets hastighet.
De enklaste partikelacceleratorerna är van der graaf generator det är katodstrålerör (används på CRT-tv, även känd som rör-TV), båda gaspedaler linjär och elektrostatik. Linjär varför gör elektriska laddningar få hastighet längs en rak väg och elektrostatik genom att arbeta med fältelektriskkonstanter, det vill säga de varierar inte över tiden.
Moderna partikelacceleratorer har linjära och cirkulära acceleratorer. Ett exempel på moderna acceleratorer är LHC (Large Hadron Collider). Vid LHC injiceras protoner i en linjär accelerator, sedan riktas denna protonsstråle till en sekvens av ringar. I dessa ringar kollimeras protonstrålen alltmer av magnetfält och accelereras av dynamiska elektriska fält.
Vad är en partikelaccelerator för?
Partikelacceleratorer har många användningsområden, varav den vanligaste är den som söker "visualisera" extremt energiska subpartiklar, som kvarkar och den higgs bosoner. Dessa partiklar kan endast observeras i mycket korta ögonblick, när två atomer rör sig i hastigheter som är mycket nära ljusets hastighet kolliderar frontalt.
Partikelacceleratorer tjänar också till att producera synkrotronstrålning.. Synkrotonstrålning är namnet på elektromagnetiska vågor emitteras av partiklar som rör sig i en partikelaccelerators cirkulära ring. Strålning avges av accelererade partiklar, alltså vissa partikelacceleratorer kan producera olika "linjer av ljus" - röntgen, gammastrålning och önskade frekvenser. Dessa strålningar används för de mest olika ändamålen: strukturell analys av material, onkologiska behandlingar, bildundersökningar etc.
Seockså: Upptäck underpartiklarna som ger upphov till protoner och neutroner
Var är partikelacceleratorerna?
De flesta partikelacceleratorer finns på universitet och forskningscentra runt om i världen. För närvarande finns det cirka 30 tusen partikelacceleratorer i drift.
Partikelacceleratorer i Brasilien
Brasilien har stora partikelacceleratorer i National Synchroton Light Laboratory (LNLS), bland dem sticker ut Sirius, en av de modernaste fjärde generationens synkrotonljuskällor i Brasilien och i världen. Den nya partikelacceleratorn implementeras och kommer att tjäna flera syften, såsom akademisk forskning relaterad till energi, miljö, försvar, industri, hälsa etc.
Sirius-acceleratorn kommer att kunna producera linjer med ljus miljarder gånger mer intensiva än de som produceras av UVX, öppnade 1997 och stängdes 2019. På detta sätt kan nya undersökningar genomföras, främja utvecklingen av nationell vetenskap.
Av Rafael Hellerbrock
Fysiklärare
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-acelerador-particulas.htm
