Прискорювачвчастинки це машина, здатна прискорювати заряджені протони, електрони або атоми, утримуючи їх у вузьких пучках зі швидкістю, близькою до швидкість світла, шляхом застосування інтенсивного електричні поля і магнітні. Прискорювачі частинок використовуються для наукових досліджень, а також для виробництва синхротронного випромінювання.
Дивисьтакож: Іонізуюче випромінювання - що це таке, які ризики, сщо?і це влаштовує
Як працює прискорювач частинок?
Прискорювачі частинок використовувати електричні поля для прискорення частинок як протони та електрони через великий різниця потенціалів. Траєкторія руху цих частинок контролюється інтенсивним зовнішнім магнітним полем, відповідальним за фокусування пучка частинок, що робить його все більш вузьким.
THE кінетична енергія частинок, що рухаються всередині прискорювачів, вимірюється в нетрадиційній одиниці, електрон-вольт (еВ). Ця одиниця еквівалентна тому, скільки енергії зберігається в електроні при дії на електричний потенціал з 1 с. Електрон вольт дорівнює приблизно 1,6.10-19 J, і в сучасних прискорювачах частинок цього можна досягти зіткненняміж частинками енергія якого близька до 7 ТеВ (7.1012 еВ). Для досягнення такої кількості енергії протони та електрони прискорюються до більш ніж 99% швидкості світла.
Найпростішими прискорювачами частинок є генератор ван дер граф це електронно-променева трубка (використовується на ЕЛТ-телевізорах, також відомих як трубкові телевізори), обидва прискорювачі лінійний і електростатики. Лінійний чому електричні заряди набирати швидкість по прямому шляху, а електростатику, працюючи з поляелектричнийконстанти, тобто вони не змінюються в часі.
Сучасні прискорювачі частинок мають лінійні та кругові прискорювачі. Прикладом сучасних прискорювачів є LHC (Великий адронний колайдер). На LHC протони вводяться в лінійний прискорювач, потім цей пучок протонів направляється до послідовності кілець. У цих кільцях протонний промінь все частіше колімується магнітними полями і прискорюється динамічними електричними полями.
Для чого призначений прискорювач частинок?
Прискорювачі частинок мають багато застосувань, найпоширенішим з яких є те, що шукає "візуалізувати" надзвичайно енергійні субчастинки, як кварки та бозони Хіггса. Ці частинки можна спостерігати лише дуже короткі моменти, коли два атоми, що рухаються зі швидкістю, дуже близькою до швидкості світла, стикаються лобово.
Прискорювачі частинок також служать для отримання синхротронного випромінювання.. Синхротонне випромінювання - така назва електромагнітні хвилі випромінюється частинками, що рухаються в кільцевому кільці прискорювача частинок. Випромінювання випромінюється прискореними частинками, отже, деякими прискорювачами частинок може виробляти різні "лінії світла" - рентгенівські, гамма-промені та будь-які бажані частоти. Ці випромінювання використовуються для найрізноманітніших цілей: структурного аналізу матеріалів, онкологічних процедур, обстеження зображень тощо.
Дивисьтакож: Відкрийте субчастинки, що породжують протони та нейтрони
Де прискорювачі частинок?
Більшість прискорювачів частинок знаходяться в університетах та дослідницьких центрах по всьому світу. В даний час існує близько 30 тисяч прискорювачі частинок в експлуатації.
Прискорювачі частинок в Бразилії
У Бразилії є великі прискорювачі частинок Національна лабораторія синхротонного світла (LNLS), серед них виділяється Сіріус, одне з найсучасніших синхротонних джерел світла 4-го покоління в Бразилії та у світі. Новий прискорювач частинок впроваджується і буде служити для кількох цілей, таких як академічні дослідження, пов'язані з енергетикою, навколишнім середовищем, обороною, промисловістю, здоров'ям тощо
Прискорювач Сіріуса зможе виробляти лінії світла в мільярди разів інтенсивніше, ніж ті, що виробляються UVX, відкритий у 1997 році та закритий у 2019 році. Таким чином, можна проводити нові дослідження, стимулювання розвитку національної науки.
Рафаель Хеллерброк
Вчитель фізики
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-acelerador-particulas.htm