den stora Hadron Collider är förmodligen världens mest kända vetenskapsexperiment. Den 27km långa ringformade partikelacceleratorn under kanten av Alperna tog världens uppmärksamhet 2013 när det visade sig existensen av Higgs boson-partikeln. Detta hjälpte fysiker att bekräfta att en av deras nyckelteorier om hur universum fungerade var korrekt – ett stort steg för vetenskapen. Men partikelacceleratorer har också stor inverkan på våra verkliga liv., Inte ens julen skulle vara densamma utan dem.

partikelacceleratorer accelererar de små byggstenarna av materia genom att använda elektriska fält för att påskynda dem till hög hastighet / energi. Dessa elektriska fält är det osynliga kraftfältet skapat av laddade föremål, som statisk elektricitet eller högspänningsutrustning.

dessa enheter uppfanns ursprungligen för att studera vad som händer när partiklar kolliderar med varandra eller med mål. Dessa experiment gjorde det möjligt för oss att förstå partiklarna själva, världen runt oss och kärnfysik (studien av atomkärnan)., I sig har denna kunskap varit avgörande för utvecklingen av många tekniker som MR-skannrar på sjukhus och kärnkraftverk.

det finns också medelstora acceleratorer som producerar intensivt ljus eller neutroner för att tillåta fysiker, biologer och farmakologer att studera material, virus, proteiner och läkemedel, vilket leder till otaliga Nobelpriser och nya droger och vacciner., De används även av choklad-och glassmakare för att studera hur man gör de godaste produkterna genom att använda röntgenstrålar för att titta på bildandet av olika kristallstrukturer och hur man undviker isiga eller kalkiga delar.

den vanligaste typen av partikelacceleratorer är dock inte de stora 27km-jättarna, men de små industriella och medicinska acceleratorerna som finns runt omkring oss.

behandling av cancer

partikelacceleratorer spelar en viktig roll i modern sjukvård., Isotoperna som används i PET-skannrar produceras normalt i en partikelaccelerator, och accelererade elektroner avfyras på mål för att producera röntgenstrålar för strålbehandling och bildbehandling. I Storbritannien bygger NHS två speciella strålterapicenter på Manchester Christie och University College London sjukhus som använder protoner snarare än elektroner för strålbehandling, vilket möjliggör mer riktade doser av strålning med mindre risk för omgivande vävnad.,

förhindra terroristattacker

samma röntgenkällor som används vid strålbehandling används också ofta för att öka säkerheten vid hamnar och flygplatser. Tekniken kan användas för att skanna last, för att säkerställa att ingenting smugglas in i landet. På grund av storleken på de flesta laster behövs en partikelaccelerator för att producera de Högenergiröntgenstrålar som krävs. Genom att använda två olika röntgen energier, kan vi även skilja mellan olika material (liknande skanning kan också göras med hjälp av neutroner)., En ny generation av dessa skannrar kan också kunna identifiera utsläpp från droger eller sprängämnen när de behandlas med röntgenstrålar.

skydda miljön

röntgenstrålarna från partikelacceleratorer har också den praktiska bieffekten av att döda bakterier och insekter och detta har lett till att de används för sterilisering av utrustning och för behandling av tobak, spannmål eller kryddor för att döda alla insekter, vilket minskar avfallet. De kan också användas för att bryta ner otäcka element i avloppsvatten eller rökgaser för att skydda miljön.

gör mobiltelefoner

elektroner eller röntgenstrålar som genereras från partikelacceleratorer har också en hel del industriella användningsområden. De kan användas för att aktivera vissa molekyler i färg eller kompositfibrer för att göra det torrt snabbare, denna process – kallad härdning – används ofta i spannmålslåda eller gör flygplansdelar. Utan härdning skulle företag behöva stora lager bara för att lagra saker medan de torkade ut., De kan också användas för att ändra färgen på ädelstenar, till exempel en accelerator förvandlar naturligt färglös eller brun topas till fin blå färg som normalt förknippas med det. Partikelacceleratorer används också för att implantera joner i halvledare för att skräddarsy deras beteende inom elektronik, såsom mobiltelefonchips.

spara jul

en vanlig användning för partikelacceleratorer är tvärbindning, där partiklarna används för att bryta polymerkedjor i ett material så att de rekombineras i en starkare konfiguration., Detta används ofta för att göra plasten i elektriska kablar värmebeständiga eller för att göra krympa wrap för att hålla din julkalkon fräsch. Plasten sträcker sig och placeras sedan i en elektronstråle så att den när den upphettas krymper tillbaka till sin ursprungliga storlek. Detta ger en stark och tät omslag, skyddar din kalkon från otäcka bakterier.