Articles

Fem måder partikelacceleratorer har ændret verden (uden en Higgs-bosonen i syne)

Large Hadron Collider er sandsynligvis verdens mest berømte eksperiment med videnskab. Den 27 km lange ringformede partikelaccelerator under kanten af Alperne greb verdens opmærksomhed i 2013, da den beviste eksistensen af Higgs boson-partiklen. Dette hjalp fysikere med at bekræfte, at en af deres vigtigste teorier om, hvordan universet fungerede, var korrekt – et stort skridt for videnskaben. Men partikelacceleratorer har også stor indflydelse på vores virkelige liv., Selv julen ville ikke være den samme uden dem.

partikelacceleratorer accelererer de små byggesten af stof ved at bruge elektriske felter til at fremskynde dem op til høj hastighed / energi. Disse elektriske felter er det usynlige kraftfelt skabt af ladede genstande, som statisk elektricitet eller højspændingsudstyr.disse enheder blev oprindeligt opfundet for at studere, hvad der sker, når partikler kolliderer med hinanden eller med mål. Disse eksperimenter tillod os at forstå partiklerne selv, verden omkring os og atomfysik (studiet af atomkernen)., I sig selv har denne viden været afgørende for udviklingen af mange teknologier som MR-scannere på hospitaler og atomkraftværker.

Der er også mellemstore acceleratorer, der producerer intense lys eller neutroner til at tillade, fysikere, biologer og farmakologer til at undersøge materialer, vira, proteiner og medicin, hvilket fører til utallige nobelpriser og nye lægemidler og vacciner., De bruges endda af chokolade – og isproducenter til at studere, hvordan man fremstiller de bedste produkter ved at bruge røntgenstråler til at se på dannelsen af forskellige krystalstrukturer, og hvordan man undgår iskolde eller kalkholdige dele.

den mest almindelige type partikelacceleratorer er imidlertid ikke de store 27 km giganter, men de små Industrielle og medicinske acceleratorer, der er rundt omkring os.

Strålebehandling.

behandling af kræft

partikelacceleratorer spiller en afgørende rolle i moderne sundhedsydelser., Isotoperne, der bruges i PET-scannere, produceres normalt i en partikelaccelerator, og accelererede elektroner fyres på mål for at producere røntgenstråler til strålebehandling og billeddannelse. I Storbritannien, NHS konstruerer to specielle strålebehandling Centre på Manchester Christie og University College London hospitaler, der bruger protoner snarere end elektroner til strålebehandling, som tillader mere målrettede doser af stråling med mindre risiko for omgivende væv.,

forebyggelse af terrorangreb

de samme røntgenkilder som anvendt i strålebehandling bruges også ofte til at øge sikkerheden i havne og lufthavne. Teknologien kan bruges til at scanne gods, for at sikre, at intet bliver smuglet ind i landet. På grund af størrelsen af de fleste Last, en partikelaccelerator er nødvendig for at producere de høje energi røntgenstråler, der kræves. Ved at bruge to forskellige Røntgenenergier kan vi endda skelne mellem forskellige materialer (lignende scanning kan også udføres ved hjælp af neutroner)., En ny generation af disse scannere kan også være i stand til at identificere emissioner fra stoffer eller eksplosiver, når de behandles med røntgenstråler.

Beskyttelse af miljøet

X-stråler fra partikelacceleratorer har også praktisk sideeffekt af at dræbe bakterier og insekter, og dette har ført til, at dem, der anvendes til sterilisering af udstyr og til behandling af tobak, korn eller krydderier til at dræbe enhver insekter, så at reducere spild. De kan også bruges til at nedbryde ubehagelige elementer i spildevand eller røggasser for at beskytte miljøet.

Blå topas., Craig Koht./Flickr

fremstilling af mobiltelefoner

elektroner eller røntgenstråler genereret fra partikelacceleratorer har også mange industrielle anvendelser. De kan bruges til at aktivere visse molekyler i maling eller kompositfibre for at gøre det tørre hurtigere, denne proces – kaldet hærdning – bruges ofte til udskrivning af kornbokse eller fremstilling af flydele. Uden hærdning ville virksomheder have brug for enorme lagre bare til opbevaring af ting, mens de tørrede ud., De kan også bruges til at ændre farven på ædelstene, for eksempel gør en accelerator den naturligt farveløse eller brune topas til den fine blå farve, der normalt er forbundet med den. Partikelacceleratorer bruges også til at implantere ioner i halvledere for at skræddersy deres adfærd inden for elektronik, såsom mobiltelefonchips.

lagring af jul

en almindelig anvendelse til partikelacceleratorer er tværbinding, hvor partiklerne bruges til at bryde polymerkæder i et materiale, så de rekombineres i en stærkere konfiguration., Dette bruges ofte til at gøre plastik i elektriske kabler varmebestandigt eller til at gøre krympeindpakning til at holde din Julekalkun frisk. Plasten strækkes og placeres derefter i en elektronstråle, så når den opvarmes, krymper den tilbage til sin oprindelige størrelse. Dette giver en stærk og tæt indpakning, der beskytter din kalkun mod ubehagelige bakterier.