เครื่องเร่งอนุภาคคืออะไร?

คันเร่งในอนุภาค เป็นเครื่องจักรที่สามารถเร่งประจุโปรตอน อิเล็กตรอน หรืออะตอม ให้อยู่ในลำแสงแคบได้ โดยมีความเร็วใกล้เคียงกับ ความเร็วของแสง, ผ่านแอพพลิเคชั่นเข้มข้น สนามไฟฟ้า และแม่เหล็ก เครื่องเร่งอนุภาคใช้สำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และสำหรับการผลิตรังสีซินโครตรอน

ดูยัง: รังสีไอออไนซ์ - มันคืออะไร, ความเสี่ยงคืออะไร, pอะไร?และ มันเหมาะกับ

เครื่องเร่งอนุภาคทำงานอย่างไร

เครื่องเร่งอนุภาค ใช้สนามไฟฟ้าเร่งอนุภาค เป็นโปรตอนและอิเล็กตรอนผ่านขนาดใหญ่ ความต่างศักย์. วิถีของอนุภาคเหล่านี้ถูกควบคุมโดยสนามแม่เหล็กภายนอกที่รุนแรง ซึ่งมีหน้าที่ในการโฟกัสลำอนุภาค ทำให้แคบลงเรื่อยๆ

THE พลังงานจลน์ ของอนุภาคที่เคลื่อนที่ภายในเครื่องเร่งอนุภาคถูกวัดในหน่วยที่ไม่ธรรมดา, อิเล็กตรอนโวลต์ (อีวี). หน่วยนี้เทียบเท่ากับปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ในอิเล็กตรอนเมื่ออยู่ภายใต้a ศักย์ไฟฟ้า จาก 1 V. อิเล็กตรอนโวลต์เท่ากับประมาณ 1,6.10^-19 เจ, และในเครื่องเร่งอนุภาคสมัยใหม่ ก็สามารถทำได้ การชนกันระหว่างอนุภาค ซึ่งมีพลังงานใกล้เคียงกับ 7 TeV (7.10)¹² อีวี). เพื่อให้มีพลังงานจำนวนมาก โปรตอนและอิเล็กตรอนจะถูกเร่งให้มากกว่า 99% ของความเร็วแสง

ในภาพ หนึ่งในการทดลองที่ดำเนินการกับเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือ LHC

เครื่องเร่งอนุภาคที่ง่ายที่สุดคือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแวนเดอร์กราฟ มันเป็น หลอดรังสีแคโทด (ใช้กับโทรทัศน์ CRT หรือที่เรียกว่า tube TV) ทั้งคันเร่ง เชิงเส้น และ ไฟฟ้าสถิต เชิงเส้น ทำไม do ค่าไฟฟ้า เพิ่มความเร็วตามเส้นทางตรง และไฟฟ้าสถิตโดยใช้งานด้วย ทุ่งนาไฟฟ้าค่าคงที่ กล่าวคือไม่แปรผันตามกาลเวลา

เครื่องเร่งอนุภาคสมัยใหม่มีเครื่องเร่งอนุภาคเชิงเส้นและแบบวงกลม ตัวอย่างของตัวเร่งความเร็วสมัยใหม่คือ LHC (ขนาดใหญ่ Hadron Collider). ที่ LHC โปรตอนจะถูกฉีดเข้าไปในตัวเร่งเชิงเส้น จากนั้นลำแสงของโปรตอนจะถูกส่งไปยังลำดับของวงแหวน ในวงแหวนเหล่านี้ ลำแสงโปรตอนจะถูกจัดชิดกันมากขึ้นโดยสนามแม่เหล็กและเร่งด้วยสนามไฟฟ้าไดนามิก

เครื่องเร่งอนุภาคมีไว้เพื่ออะไร?

เครื่องเร่งอนุภาคมีประโยชน์หลายอย่าง โดยส่วนใหญ่คือตัวเร่งความเร็วที่แสวงหา "มองเห็น" อนุภาคย่อยที่มีพลังมาก, ชอบ ควาร์ก และ ฮิกส์โบซอน. อนุภาคเหล่านี้สามารถสังเกตได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้นเมื่ออะตอมสองอะตอมเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ใกล้เคียงกับความเร็วของแสงมาก

เครื่องเร่งอนุภาคบางตัวตรวจสอบการชนกันของอนุภาคที่มีพลังงานสูง

เครื่องเร่งอนุภาค ยังทำหน้าที่ผลิตรังสีซินโครตรอน. รังสีซิงโครตันเป็นชื่อที่กำหนดให้กับ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่ปล่อยออกมาจากอนุภาคที่เคลื่อนที่ในวงแหวนวงกลมของเครื่องเร่งอนุภาค รังสีถูกปล่อยออกมาจากอนุภาคเร่ง ดังนั้น เครื่องเร่งอนุภาคบางตัว สามารถผลิต "เส้นแสง" ต่างๆ ได้ — เอกซเรย์ รังสีแกมมา และความถี่ที่ต้องการ การแผ่รังสีเหล่านี้ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลายที่สุด: การวิเคราะห์โครงสร้างของวัสดุ การรักษาเนื้องอก การตรวจภาพ ฯลฯ

ดูยัง: ค้นพบอนุภาคย่อยที่ก่อให้เกิดโปรตอนและนิวตรอน

เครื่องเร่งอนุภาคอยู่ที่ไหน

เครื่องเร่งอนุภาคส่วนใหญ่จะพบในมหาวิทยาลัยและศูนย์วิจัยทั่วโลก ปัจจุบันมีประมาณ 30,000 เครื่องเร่งอนุภาคในการทำงาน

เครื่องเร่งอนุภาคในบราซิล

บราซิลมีเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ใน ห้องปฏิบัติการแสงซินโครตันแห่งชาติ (LNLS) ในหมู่พวกเขาโดดเด่น ซิเรียสแหล่งกำเนิดแสงซิงโครตันรุ่นที่ 4 ที่ทันสมัยที่สุดในบราซิลและในโลก เครื่องเร่งอนุภาคใหม่กำลังดำเนินการอยู่ และจะให้บริการตามวัตถุประสงค์หลายประการ เช่น การวิจัยทางวิชาการที่เกี่ยวข้องกับพลังงาน สิ่งแวดล้อม การป้องกันประเทศ อุตสาหกรรม สุขภาพ ฯลฯ

เครื่องเร่งความเร็วซิเรียสจะสามารถผลิตเส้นแสงที่เข้มข้นกว่าที่ผลิตโดย .หลายพันล้านเท่า UVXเปิดทำการในปี 1997 และปิดในปี 2019 ด้วยวิธีนี้ การวิจัยใหม่สามารถทำได้ ส่งเสริมการพัฒนาวิทยาศาสตร์แห่งชาติ.

โดย Rafael Hellerbrock
ครูฟิสิกส์

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-acelerador-particulas.htm