Подивіться саме слово. Прискорювач. *Він має на увазі автомобіль. Ракету. Щось рухається швидше ніж раніше. Але в лабораторіях фізики високих енергій ці машини роблять ще більш жорстокі та творчі дії. Вони не просто розганяють частинки. Вони їх руйнують.
Ці пристрої беруть електрично заряджені атоми (називаються іонами) або субатомні частинки і розганяють до швидкості світла. Ціль — не сам по собі імпульс. Це руйнація. Коли ці промені потрапляють у ядро атома, воно розпадається. Вони розщеплюють основні будівельні блоки матерії. Фізики знаходять нові частки. Вони картують структури у Всесвіті, яких раніше не існувало.
Уявіть мікроскопічний молот. Ви розбиваєте атом, щоб зрозуміти, як він улаштований. Ці результати дозволяють вченим вивчати склад ядра і розуміти, як взаємодіють субатомні частки. Це єдиний спосіб заглянути всередину ядра.
Типи машин та їх функції
Не всі прискорювачі створені рівними. Техніка варіюється в залежності від того, скільки часток ви хочете прискорити.
Циклотрон обробляє позитивно заряджені частинки. Він обертає їх по спіралі, набираючи швидкість із кожним оборотом. Бета-трони, з іншого боку, призначені для електронів із негативним зарядом. Вони прискорюють їх за допомогою магнітного поля, що змінюється.
А потім є «важковаговики». Синхротрон та Лінійний прискорювач (або Лінійний прискорювач). Вони є універсальними. Вони можуть прискорювати позитивно заряджені частинки та електрони у навколишнє середовище. Лінійні прискорювачі випускають частинки прямої лінії, що часто необхідно для високої точності. Синхротрон утримує в кільці, багаторазово накопичуючи енергію.
За межами лабораторії: чому це важливо для вас
Ми часто думаємо про ці машини як про іграшки для «слонячої кістки». Дорогих. Анотація. Відриваються від повсякденного життя. Це не так. Застосування напрочуд приземлені.
Лікування раку сильно залежить від цих пристроїв. Пучки протонів, розігнаних до високих швидкостей, можуть націлюватися на пухлини з мінімальним ушкодженням навколишніх тканин. Це точна форма променевої терапії.
Далі слідує виробництво радіоактивних ізотопів. Методи медичної візуалізації, такі як ПЕТ-сканування, потребують спеціальних ізотопів, які розпадаються передбачуваним чином. Прискорювачі виробляють ці короткоживучі ізотопи на вимогу.
Також застосовуються для біологічної стерилізації. Промислова стерилізація медичного обладнання чи харчових продуктів. Високоенергетичний промінь вбиває бактерії та віруси без нагріву.
А як щодо археології? Одна форма радіовуглецевого датування використовує мас-спектрометрію із прискорювачем. Прямий підрахунок атомів вуглецю. Швидше та точніше, ніж старі методи. Це допомагає нам датувати артефакти з більшою точністю.
Невидима інфраструктура
Фізика складна. Інженерія ще складніша. Але результат простий. Тепер ми бачимо світ інакше. Ми ефективніше лікуємо рак. Ми точніше датуємо нашу історію.
Прискорювач частинок – це інструмент руйнування. Він розбиває атом, щоб збудувати майбутнє. І він продовжує руйнувати речі. Навіть коли ми думаємо, що знаємо, що всередині.
