Cern Batų Dėžėje? Artėja Mažyčiai Dalelių Greitintuvai

{h1}

Kaip energijos šaltinį naudodami lazerius, o ne mikrobangas, mokslininkai galėjo sukurti maždaug 100 batų dėžės dydžio dalelių greitintuvus.

Netrukus mokslininkai galėtų sukurti dalelių greitintuvus, kurie gali tilpti į batų dėžę, teigia ekspertai.

Projektas, kuris vis dar yra pradinės stadijos, priklausytų nuo lazerių, o ne nuo mikrobangų, kad dalelės būtų padidintos arti šviesos greičio.

Naudodami lazerius, „jūs galite pagreitinti daleles trumpesniu atstumu, kad gautumėte didesnę energiją“, - teigė Joelis Anglija, SLAC nacionalinės greitintuvo laboratorijos Menlo parke, Kalifornijoje, tyrėjas ir vienas pagrindinių projekto tyrėjų. [Žr. Didžiausio pasaulyje „Atom Smasher“ nuotraukas]

Ekspertai sako, kad ankstyviausios technologijos formos bus naudojamos medicininei fizikai ir eksperimentams, skirtiems stebėti atomus realiu laiku. Bet jei naujasis metodas bus panaikintas, jis galų gale gali būti priartintas prie didžiausių pasaulyje atomų naikintojų ir demokratizuoti dalelių fizikos lauką.

Mintys dideli ir maži

Kai kalbama apie dalelių greitintuvus, dauguma fizikų galvoja. Milžiniški požeminiai žiedai, apjuosiantys šalies sienas. Pamestos minų šachtos ir požeminės tvirtovės, palaidotos giliai Žemės dubenyje. Tuneliai pakankamai ilgi, kad driektųsi iš vieno Los Andželo galo į kitą. Patiems moderniausiems fizikams reikia didesnės energijos, o didesnėms energijoms reikia didesnių atstumų, kad būtų galima pasiimti greitį.

Tačiau tokie ambicingi bandymai yra neįtikėtinai brangūs ir reiškia, kad tik keletas laimingųjų gali atlikti tam tikrus dalelių fizikos eksperimentus. Pasak „Symmetry Magazine“, visame pasaulyje yra tik apie 30 000 greitintuvų. Tai gali atrodyti labai daug, tačiau paprastai yra didžiulė linija naudoti dar mažesnės energijos greitintuvus, sakė Anglija. Jis pridūrė, kad mažesnių energijų dalelių greitintuvai reikalauja daug vietos - prabanga gali sau leisti keli universitetai.

Anglija teigė, kad kietųjų dalelių susidūrėjai dabar naudojasi mikrobangomis, kad padidintų dalelių energiją. Kadangi mikrobangų bangos ilgis yra nuo 0,04 iki 39 colių (nuo 0,1 cm iki 100 cm), tai reiškia, kad dalelės energijai padidinti jie užima daugiau vietos.

Dabartiniai mikrobangų stiprintuvai dalelių greitintuvuose tam tikrais būdais yra panašūs į mikrobangų krosnelę, pranešė Anglija.

„Tai yra ertmė, tai uždaroji metalo konstrukcija, į kurią jūs siurbiate mikrobangų energiją, ir joje sukuriamas laukas“, - teigė Anglija. "Užuot gaminęs televizoriaus vakarienę, jis sukuria kitokio tipo lauką, turintį elektrinį komponentą išilgai ašies, kad pro ten praėjusios dalelės pamatytų smūgį."

Lazerinis greitintuvas

Tačiau pastaraisiais metais lazerių technologija padarė pažangą. Kadangi lazeriai turi daug trumpesnį bangos ilgį (matomos šviesos bangos ilgis yra tarp 400 nanometrų ir 700 nm), tai reiškia, kad lazeriu varomi greitintuvai gali žymiai susitraukti.

Taigi, Anglija ir gausus būrys kolegų sukonstravo lazeriu varomą greitintuvą, kurį galima atspausdinti ant mikroschemos. [Infografika: kaip veikia lazeriai?]

„Pagrindinis tikslas yra turėti visus komponentus, reikalingus, kad dalelės paspartėtų iki naudingos energijos, ir visa tai padaryti naudojant tuos pačius įtaisus ant vieno silicio plokštelės“, - Anglijai pasakojo „WordsSideKick.com“.

Lazeriai leistų didesnį lauko intensyvumą, nes jie nepažeistų metalinių ertmių, kaip tai darytų mikrobangos. Be to, mikropluošto gamintojai galėtų leisti šimtams greitintuvų iš eilės sukrauti į vieną plokštelę, pranešė Anglija.

Komanda siekia per penkerius metus turėti veikiantį prototipą. Neseniai projektas gavo milijonus dolerių lėšų iš Gordono ir Betty Moore'o fondo, kad tai taptų realybe. Per trumpą laiką komanda tikisi generuoti mažesnę greitintuvo energiją, lygią ligoninės radiacijos mašinoms.

Galų gale, ši technologija gali būti naudojama miniatiūrizuojant didelius susidūrėjus, tokius kaip siūlomas tarptautinis linijinis susidūrėjas - naujos kartos įrenginys, kuris greičiausiai bus pastatytas Japonijoje ir kuris medžioja visiškai naujas materijos formas. Jis taip pat galėtų būti panaudotas esamiems greitintuvams, tokiems kaip SLAC, perdaryti, sakė Robertas Byeris, Stanfordo universiteto taikomasis fizikas, kuris taip pat dalyvauja projekte.

„Jei turime mažesnį greitintuvą, mes galime sukurti SLAC versiją, kuri yra tik 30 metrų [98 pėdų], o ne 3 km [1,8 mylios] ilgio“, - teigė Byeris. "Jūs sutaupysite daug pinigų tuneliams ir visoms civilinėms statyboms."

Daug kliūčių

Tačiau norint patekti į tą vietą reikės daug išradingumo.

Pirma, komanda nerado dalelių, kurias būtų galima gaminti naudojant silicio plokštelių technologiją, šaltinio. Tai reiškia, kad komanda turės sugalvoti vieną, galbūt ieškodama deimantų ar silicio, kad galėtų skleisti elektronus. Tuomet šie elektronai bus nukreipti dideliu greičiu fokusuotu lazerio spinduliu, sakė Byeris.

Norint, kad elektronai patektų į neįtikėtinai sufokusuotą pluoštą, reikalingą dalelių pagreičiui, greičiausiai reikės į mikroschemą įkomponuoti mažyčius bangolaidžius. Tyrėjai taip pat turi rasti būdą, kaip sujungti lazerį su kitais lusto įrenginiais, sakė Byeris.

Naujos programos

Byeris teigė, kad viena iš įdomiausių galimybių yra gydymo sritis. Esami medicininės spinduliuotės prietaisai yra milžiniškos kontracepcijos, kurios gali užimti visą kambarį, o radiacija dažnai bombarduoja kitas kūno vietas už auglio.

Bet jei medicininės spinduliuotės prietaisai galėtų būti miniatiūriniai, kad tilptų į kateterį, gydytojai galėtų švitinti navikus dideliu radiacijos lygiu, nepažeisdami netoliese esančių audinių, sakė Byeris. Norėdami tai padaryti, gydytojai sriegiuotų kateterį su mažu greitintuvu į kūną ir tada pulsuotų naviką elektronų pagalba, esant pakankamai mažai energijos, kad visa spinduliuotė būtų sustabdyta naviko audinyje, sakė Byeris.

Batų dėžės greitintuvai taip pat galėtų padėti atskleisti paslaptingą vidinį atomo veikimą. Lazeriai dabar gali pagreitinti elektronų ryšulius per tam tikrą laiką, tai yra maždaug „tiek pat laiko, kiek elektronui reikia atomo branduolio orbitos“, - teigė Byeris.

Naudodamiesi tokiomis mažomis laiko dalimis, „galėsime filmuoti elektronus atomų orbitose. Galėsime žiūrėti, kaip elektronai juda, kad sudarytų ryšius“.

Sekite Tia Ghose „Twitter“ir „Google+“. Sekite Gyvasis mokslas @gyvenimų mokslas, Facebook & „Google+“. Originalus straipsnis apie Gyvasis mokslas.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Atradimas Ir Grožis: Du Pagrindiniai Tyrimų Džiaugsmai
Atradimas Ir Grožis: Du Pagrindiniai Tyrimų Džiaugsmai

Kas Yra Magnetizmas? | Magnetiniai Laukai Ir Magnetinė Jėga
Kas Yra Magnetizmas? | Magnetiniai Laukai Ir Magnetinė Jėga

Mokslas Naujienos


Kaip Veikia Liga Dėl Radiacijos
Kaip Veikia Liga Dėl Radiacijos

Paslėptas Keistų Radarų Aidas, Praėjus 50 Metų
Paslėptas Keistų Radarų Aidas, Praėjus 50 Metų

Kaip Rūgštus Skonis Saldus: Paaiškėjo, Kad Vaisiai Skleidžia „Skonį“
Kaip Rūgštus Skonis Saldus: Paaiškėjo, Kad Vaisiai Skleidžia „Skonį“

Astma: Priežastys, Simptomai Ir Gydymas
Astma: Priežastys, Simptomai Ir Gydymas

Kaip Olimpinės Žaidynės Pakeitė Pasaulį
Kaip Olimpinės Žaidynės Pakeitė Pasaulį


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com