Articles

Cinci moduri în care acceleratoarele de particule au schimbat lumea (fără un boson Higgs la vedere)

Large Hadron Collider este probabil cel mai cunoscut experiment științific din lume. Acceleratorul de particule în formă de inel lung de 27 km de sub marginea Alpilor a atras atenția lumii în 2013, când a dovedit existența particulei bosonului Higgs. Acest lucru i – a ajutat pe fizicieni să confirme că una dintre teoriile lor cheie despre modul în care a funcționat universul a fost corectă-un pas uriaș pentru știință. Dar acceleratoarele de particule au, de asemenea, un impact mare asupra vieții noastre reale., Nici Crăciunul nu ar mai fi la fel fără ei.acceleratoarele de particule accelerează blocurile minuscule ale materiei folosind câmpuri electrice pentru a le accelera până la viteză mare/energie. Aceste câmpuri electrice sunt câmpul de forță invizibil creat de obiecte încărcate, cum ar fi electricitatea statică sau echipamentele de înaltă tensiune.aceste dispozitive au fost inițial inventate pentru a studia ce se întâmplă atunci când particulele se ciocnesc între ele sau cu ținte. Aceste experimente ne-au permis să înțelegem particulele în sine, lumea din jurul nostru și fizica nucleară (studiul nucleului atomic)., În sine, aceste cunoștințe au fost vitale pentru dezvoltarea multor tehnologii, cum ar fi scanerele RMN în spitale și centrale nucleare.există, de asemenea, acceleratoare de dimensiuni medii care produc lumină intensă sau neutroni pentru a permite Fizicienilor, biologilor și farmacologilor să studieze materiale, viruși, proteine și medicamente, ceea ce duce la nenumărate premii Nobel și noi medicamente și vaccinuri., Ele sunt chiar folosite de producătorii de ciocolată și înghețată pentru a studia modul de a face cele mai gustoase produse folosind raze X pentru a privi formarea diferitelor structuri cristaline și cum să evitați părțile înghețate sau calcaroase. cu toate acestea, cel mai frecvent tip de acceleratoare de particule nu sunt giganții mari de 27 km, ci acceleratoarele industriale și medicale mici care sunt în jurul nostru.

Radioterapie.

Tratarea cancerului

acceleratoare de Particule joacă un rol vital în asistența medicală modernă., Izotopii utilizați în scanerele PET sunt produși în mod normal într-un accelerator de particule, iar electronii accelerați sunt trași pe ținte pentru a produce raze X pentru radioterapie și imagistică. În Marea Britanie, NHS construiește două centre speciale de radioterapie la Manchester Christie și la spitalele University College London care folosesc protoni mai degrabă decât electroni pentru radioterapie, care permit doze mai direcționate de radiații cu un risc mai mic pentru țesutul înconjurător.,aceleași surse de raze X utilizate în radioterapie sunt, de asemenea, utilizate în mod obișnuit pentru a spori securitatea în porturi și aeroporturi. Tehnologia poate fi folosită pentru scanarea încărcăturii, pentru a se asigura că nimic nu este introdus ilegal în țară. Datorită dimensiunii majorității încărcăturii, este necesar un accelerator de particule pentru a produce razele X de mare energie care sunt necesare. Folosind două energii diferite de raze X, putem distinge chiar și între diferite materiale (scanarea similară se poate face și folosind neutroni)., O nouă generație a acestor scanere poate fi, de asemenea, capabilă să identifice emisiile provenite de la medicamente sau explozivi atunci când sunt tratate cu raze X. razele X de la acceleratoarele de particule au, de asemenea, efectul secundar util de a ucide bacteriile și insectele și acest lucru a dus la utilizarea lor pentru sterilizarea echipamentelor și pentru tratarea tutunului, a cerealelor sau a condimentelor pentru a ucide orice insecte, reducând astfel deșeurile. Ele pot fi, de asemenea, utilizate pentru descompunerea elementelor urâte în apele reziduale sau gazele de ardere pentru a proteja mediul.

topaz Albastru., Craig Kohtz/Flickr

de a Face telefoane mobile

Electroni sau raze X produse de acceleratoare de particule, de asemenea, au o mulțime de utilizări industriale. Acestea pot fi utilizate pentru a activa anumite molecule din vopsea sau fibre compozite pentru a le face să se usuce mai repede, acest proces – numit întărire – este utilizat în mod obișnuit la imprimarea cutiilor de cereale sau la fabricarea pieselor aeronavelor. Fără întărire, companiile ar avea nevoie de depozite uriașe doar pentru depozitarea lucrurilor în timp ce se usucă., Ele pot fi, de asemenea, folosite pentru a schimba culoarea pietrelor prețioase, de exemplu un accelerator transformă topazul natural incolor sau maro în culoarea albastră frumoasă asociată în mod normal cu acesta. Acceleratoarele de particule sunt, de asemenea, utilizate pentru implantarea ionilor în semiconductori pentru a-și adapta comportamentul în electronică, cum ar fi cipurile de telefon mobil.o utilizare obișnuită pentru acceleratoarele de particule este reticularea, unde particulele sunt folosite pentru a rupe lanțurile polimerice dintr-un material, astfel încât să se recombine într-o configurație mai puternică., Acest lucru este utilizat în mod obișnuit pentru a face plasticul din cablurile electrice rezistente la căldură sau pentru a face folie termocontractabilă pentru a vă menține curcanul de Crăciun proaspăt. Plasticul este întins și apoi plasat într-un fascicul de electroni, astfel încât atunci când este încălzit, acesta se micșorează la dimensiunea inițială. Aceasta oferă o înfășurare puternică și strânsă, protejând curcanul de bacteriile urâte.