Hızlandırıcılara Parçacıkları Nereden Alırlar?

{h1}

Çarpışan parçacıklar için zıt parçacıklar, sadece ellerinizi çırpmak ve bazı atomaltı parçacıkları lhc'ye üflemek kadar kolay değildir. Peki nasıl oluyor?

Fizikçiler hızlandırıcıları için parçacıklar istediğinde, aradıkları şeyle ilgili bir dizi soruyu cevapladıkları OK Quark adında bir web sitesinde gezinirler. Olumlu bir kişiliğe sahip bir parçacığı mı yoksa bu konuda daha tarafsız bir enerjiyi mi istiyorsunuz? Bu tarz bir şey.

Daha sonra fizikçi partikülü içmeye çıkarır (hiç kimse bir akşam yemeğinin tamamı için bir dud partikülüne takılmak istemez). Her şey yolunda giderse, fizikçi bir ivme süreciyle ilgileniyorsa parçacığı sorar. İşte Higgs bozonu nasıl yapıldı!

Eğer sadece. Bilimcilerin kuzenlerinin aksine, biyologlar (kolay toplu alışveriş için tüm kemirgenler, yuvarlak solucanlar ve benzeri şeylere göz atabilirler), fizikçiler kendi test konularını kendileri oluşturmalıdırlar. Yüksek hızlı çarpışmalar için bir parçacığı tutmanın, sadece ellerinizi çırpmak ve bazı çok atomlu parçacıkları Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi görünmez pek çok kar taneleri gibi çekmek kadar kolay değildir.

Bir parçacık hızlandırıcısına gerçekte koyduğumuza girmeden önce, belki de biz sahip olduktan sonra parçacıklarımızla ne yapmayı düşündüğümüz hakkında biraz arka plan vermek akıllıca olacaktır. Hızlandırıcı nedir ve neden bir parçacıktan biraz daha önemli bir şeye neden dayanamıyoruz?

En tanınmış parçacık hızlandırıcı, muhtemelen büyük Hadron Çarpıştırıcısı, yeraltında 17 kilometrelik bir dairesel behemottur. İsviçre'de bulunan LHC, Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü veya CERN tarafından yönetilmektedir. (Bize güvenin - orijinal Fransız ünvanı için kısaltma anlamındadır.) LHC, CERN'deki partikül çarpışmalarının zor Higgs bozonunun kanıtlarını gösterdiği 2012'de Kampüste Büyük Hızlandırıcı oldu. Higgs'in keşfi, fizikçilerin Higgs alanının mevcudiyetini daha güvenilir bir şekilde teyit etmelerine izin verdi, bu da bize evrenin kazanılmış kütlesindeki maddenin nasıl olduğuna dair bazı cevaplar verdi.

Fakat LHC, hızlandırıcı dünyasının Beyoncé'siyse, oldukça fazla takılan stüdyo oyuncuları da var. Aslında dünya çapında yaklaşık 30.000 başka hızlandırıcı hareket ediyor ve her türlü pratik icatlara [kaynak: Dotson] teşekkür etmek için çalışan Jo'lar. Bebek bezi düşünün.

Bu doğru, herhangi bir tacizli ebeveynin arkadaşı tek kullanımlık bebek bezi. Tek kullanımlık olarak kullanılan süper emici polimerleri incelemek isteyen bilim adamları, bunları ıslak çalışma konusunda sorun yaşamaktaydılar, bu yüzden de-ta! - X-ışını mikroskobu (parçacık hızlanma kullanır) [kaynak: Clements]. Bu moleküler zincirlerin yapısını tanımlayabilmek ve incelemek, onları formüle getirmeye ve modern çocuk bezlerini parçacık hızlanmasının kendisinin açıkladığı gibi kuru tutmasına neden oldu.

Hızlandırıcılar ayrıca kanser tedavisi gibi tıbbi ortamlara da girerler. Doğrusal hızlandırıcılar (parçacıkların düz bir çizgiden geçtikten sonra bir hedefle çarpışması), elektronları metal bir hedefle çarpışmaya gönderir, bu da tümörleri ışınlayan kesin, yüksek enerjili X-ışınları ile sonuçlanır [kaynak: RadiologyInfo.org]. Yani şimdi hızlandırıcıların ne için kullanıldığı hakkında biraz bilgi sahibi olduk, onları neyle beslediğimizi konuşalım.

Daha önce de söylediğimiz gibi, CERN gibi bir tesisteki bilim adamları, parçacıkları kendileri üretmekle suçlanıyorlar (ha!). Bu, bir muhasebecinin bir müşterinin vergilerini tamamlamak için bir hesap makinesi oluşturmasını istemek gibi bir şey hissettiriyor. Ancak parçacık fizikçileri ayrı bir ırktır; onlar için güçlük yok. Tek yapmaları gereken, hidrojenle başlayıp, bir duoplasmatron kullanarak elektronları şeritleyip, protonlarla sonuçlanır. Her neyse. Hayır biggie.

Ve işte burada parçacık hızlanmasının en basit parçasının - en ufak parçacıkları elde etmenin - bulunduğunu, Stephen Hawking'den bir tatil kartı almayan herkese çıldırtıcı görünmesine neden olduğunu görüyoruz. Ama gerçekten göründüğü kadar korkutucu değil. Birincisi, hidrojen sadece parçacık hızlandırıcının ilk adımına beslenen bir gazdır - duoplasmatron. "Gizem Bilim Tiyatrosu 3000" den bir şey gibi görünebilir, ancak bir duoplasmatron oldukça basittir. Hidrojen atomları bir elektron ve bir protona sahiptir; Duoplasmatronun içinde, hidrojen atomları elektronlarından bir elektrik alanı [CERN kaynağı] kullanılarak çıkarılır. Daha fazla ekstraksiyon ızgarasından geçen protonlar, elektronlar ve moleküler iyonların bir plazması solda kalır, böylece sadece proton ışını kalmıştır [kaynak: O'Luanaigh, CERN].

LHC sadece bir günlük çalışma için proton kullanmıyor. CERN fizikçilerinin aynı zamanda kurşun iyonlarını bir araya getirerek quark-gluon plazmasını incelemek için eğlenceli bir görevi vardır; bu, çok erken evrenin [kaynak: CERN] 'de yüzdüğü şeyden sadece birkaçıdır. Ağır metal iyonlarını (altın eserleri) birlikte parçalayarak bilim adamları bir an için kuark-gluon plazmasını oluşturabilirler.

Ama şimdi, kurşun iyonlarının parçacık hızlandırıcılarında sihirli bir şekilde göründüğüne inanmak için çok fazla karmaşıksınız. İşte işte nasıl oluyor: Kurşun iyonları toplamakla görevli CERN fizikçisi, aslında kurşun, 208, elementin spesifik bir izotopu ile başlıyor. Katı kurşun buharla ısıtılır - yaklaşık 1472 derece F (800 C) [kaynak: O'Luanaigh]. Kurşun buharı daha sonra plazmayı oluşturmak için numuneyi iyonize eden bir elektrik akımı ile zaptedilir. Yeni oluşturulan iyonlar (elektron kazanmış veya kaybolan bir net elektrik yüküne sahip olan atomlar) daha sonra bir miktar sprint veren ve daha fazla elektron kaybetmelerine neden olan lineer bir hızlandırıcıya sarılmıştır [kaynak: Yurkewicz].Bir kez daha biriktikten ve hızlandıklarında, kurşun iyonları protonlarla aynı yol gezisi için hazırdır ve dünyaya büyük bir dikkat göstermeden Büyük Hadron Çarpıştırıcısı üzerinden geçebilirler.

İşte orada var. Büyük partikül hızlandırıcıları için partiküller karaborsadan satın alınmaz, şirket içinde yaratılır.

Yazarın Notu: Parçacık hızlandırıcıları için parçacıkları nereden alıyorlar?

Belki de bu yazı sizi bir daha nüksetme sorusuyla bıraktı: Bir parçacıktan başka bir şey bir hızlandırıcıdan geçebilir mi? Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'nda bilim adamlarının dediği gibi, "Tabi ki, nasıl bir gelincik?"

Henüz PETA'yı arama. Öncelikle, Felicia'nın ışık hızının yanındaki gelinciği hızlandırmıyorlardı. (Evet, bir ismi vardı. Hadi, bu bir çiftlik değil.) Onun yerine bir hizmetçi olarak kullanıyorlardı. Gelincikler, dar alanlardan geçerek yuva yapmak ve inching için bilinir. Felicia, bilim adamı tarafından yakalarına bağlanmış bir temizlik bezi çözümüne sahipti, bu da onu Swiffer'ın inşaat sırasında birbirine bağlanmalarından önce dar borulardan geçmesine izin verdi [kaynak: Gustafson]. (Sonunda hızlandırıcıyı temizlemek için bir robot aldılar.)


Video Takviyesi: Çip Üzerindeki Hızlandırıcılar Nasıl Çalışır.




TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com