Guarda la parola stessa. acceleratore. Implica un’auto. Un razzo. Qualcosa si sta muovendo più velocemente di prima. Ma nei laboratori di fisica delle alte energie, queste macchine stanno facendo cose ancora più violente e creative. Non si limitano ad accelerare le particelle. Li rompono.
Questi dispositivi prendono atomi caricati elettricamente (chiamati ioni) o particelle subatomiche e li accelerano alla velocità della luce. L’obiettivo non è lo slancio fine a se stesso. Questa è distruzione. Quando questi raggi colpiscono il nucleo di un atomo, questo si disintegra. Scompongono gli elementi costitutivi di base della materia. i fisici trovano nuove particelle. Hanno mappato strutture nell’universo che prima non esistevano.
Pensatelo come una mazza microscopica. Distruggi l’atomo per vedere cosa lo fa funzionare. Questi risultati consentono agli scienziati di studiare la composizione del nucleo e di comprendere come interagiscono le particelle subatomiche. È l’unico modo per scrutare all’interno del nucleo.
Tipi di macchine e loro funzioni
Non tutti gli acceleratori sono uguali. La tecnica varia a seconda di quante particelle vuoi spingere.
Il Ciclotrone elabora particelle caricate positivamente. Li fa girare a spirale, guadagnando velocità ad ogni giro. I betatroni, invece, sono progettati per elettroni caricati negativamente. Accelerali utilizzando un campo magnetico variabile.
E poi ci sono i pesi massimi. Sincrotrone e Acceleratore Lineare (o Acceleratore Lineare). Questi sono versatili. Può spingere particelle ed elettroni caricati positivamente nell’ambiente circostante. I Linac emettono particelle in linea retta, il che è spesso necessario per la precisione. Il sincrotrone li mantiene in un anello, accumulando energia ancora e ancora.
Fuori dal laboratorio: perché è importante per te
Spesso pensiamo a queste macchine come a torri d’avorio. costoso. Astratto. Fuga dalla quotidianità. Questo è sbagliato. Le applicazioni sono sorprendentemente fondate.
Il trattamento del cancro dipende fortemente da questi dispositivi. I fasci di protoni accelerati ad alta velocità possono colpire i tumori con danni minimi al tessuto circostante. È una forma precisa di radioterapia.
La prossima è la produzione di isotopi radioattivi. Le tecniche di imaging medico come le scansioni PET richiedono isotopi speciali che decadono in modi prevedibili. Gli acceleratori producono questi isotopi di breve durata su richiesta.
Utilizzato anche per la sterilizzazione biologica. Sterilizzazione industriale di apparecchiature mediche o prodotti alimentari. Il raggio ad alta energia uccide batteri e virus senza calore.
E l’archeologia? Una forma di datazione al radiocarbonio utilizza la spettrometria di massa con acceleratore. Contare direttamente gli atomi di carbonio. Più veloce e più preciso dei vecchi metodi. Ci aiuta a datare i manufatti con maggiore precisione.
Infrastruttura invisibile
La fisica è complicata. L’ingegneria è più difficile. Ma il risultato è semplice. Adesso vediamo il mondo in modo diverso. Curiamo il cancro in modo più efficace. Dataremo la nostra storia in modo più accurato.
L’acceleratore di particelle è uno strumento di disruption. Spezza l’atomo per costruire il futuro. E continua a rompere le cose. Anche quando pensiamo di sapere cosa c’è dentro.
