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9 erstaunliche Fakten über Teilchenbeschleuniger und ihre Funktionsweise

Was sind Teilchenbeschleuniger und wie funktionieren sie? Lassen Sie es uns herausfinden.

Xenotar / iStock

Teilchenbeschleuniger, manchmal auch als Atomzerstörer bezeichnet, gehören zu den fortschrittlichsten wissenschaftlichen Geräten der Welt. Aber was sind sie und wie funktionieren sie?

Hier werden wir kurz die Technologie dahinter untersuchen und einige interessante Fakten dazu betrachten. High-Tech-Materie "Kablamers".

VERBINDUNG : DIESER WENIG PARTIKEL-BESCHLEUNIGER REZYKLIERT ENERGIE MIT TERAHERTZ-WELLEN

Was sind Teilchenbeschleuniger und wie funktionieren sie?

Teilchenbeschleuniger Wie der Name schon sagt, handelt es sich um spezielle Technologien, mit denen winzige Materieteile, sogenannte Partikel, beschleunigt werden. Aber sie sind viel komplexer und interessanter.

Solche Geräte nutzen effektiv magnetische und elektrische Felder, um einen schnellen Strom geladener Teilchen zu erzeugen, die je nach Anwendung auf ein bestimmtes Ziel abgefeuert werden.

Die Teilchen bestehen in der Regel entweder aus Protonen oder aus Elektronen. In einigen besonderen Fällen können sie jedoch zum Brennen von subatomaren Teilchen oder sogar ganzen Atomen wie Gold, Uran usw. verwendet werden.

Eine bestimmte Art von Teilchenbeschleuniger, die als kreisförmiger Teilchenbeschleuniger bezeichnet wird wie der Großer Hadron Collider am CERN besteht aus rund sechs Grundkomponenten.

1. Die Partikelquelle - Hier wird der beabsichtigte Partikelstrahl "Munition" erzeugt.

2. Das Strahlrohr - Dies ist die Struktur, in der sich der Partikelstrahl bewegt. Er wird normalerweise im Vakuum gehalten und muss jederzeit pfeifend sauber sein.

3. Elektromagnete - Diese dienen zum Lenken und Fokussieren der Partikel um das Strahlrohr.

4. Elektrische Felder - In verschiedenen festgelegten Intervallen um das Strahlrohr werden elektrische Felder mit einer bestimmten Frequenz entweder in positiver oder negativer Polarität erzeugt. Diese beschleunigen den Teilchenstrahl, wenn sie durch sie hindurchtreten.

5. Ziele - Der begrenzte und beschleunigte Partikelstrahl ist normalerweise auf ein Partikelziel gerichtet. Dies kann ein dünnes Stück Metallfolie oder andere Partikel sein.

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6. Detektoren - Spezielle Partikeldetektoren werden verwendet, um die Folgen von Kollisionen im Beschleuniger aufzuzeichnen. Sie behalten alle resultierenden Partikel oder Strahlungen im Auge, die während einer Kollision entstehen.

Was sind einige interessante Fakten über Teilchenbeschleuniger?

Und so, ohne weiteres, hier sind einige interessante Fakten über Teilchenbeschleuniger . Diese Liste ist alles andere als vollständig und in keiner bestimmten Reihenfolge.

1. Ihr alter CRT-Fernseher hatte eine Art Teilchenbeschleuniger

Wenn Sie alt genug sind, um sich an die Tage vor Flachbildfernsehern und Plasmafernsehern zu erinnern, waren Sie einmal der stolze Besitzer Ihres eigener kleiner Teilchenbeschleuniger CRT, das für Cathode Ray Tube steht, verwendete Magnete, um Elektronen im Vakuum in einen Leuchtstoffschirm zu beschleunigen, um Licht zu erzeugen.

Jede kleine Kollision erzeugte einen beleuchteten Punkt oder Pixel, der in Kombination ein Bild erzeugen würde.

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2. Teilchenbeschleuniger haben viele wichtige Verwendungszwecke

Teilchenbeschleuniger werden nicht nur für die Heimunterhaltung verwendet. Sie haben viele wichtige Anwendungen auf der ganzen Welt.

Zum Beispiel Teilchenbeschleuniger werden in der Medizin verwendet. Sie werden verwendet, um die Diagnose für unzählige Krankheiten rund um das Wort zu beschleunigen. In der Industrie werden sie zur Herstellung von Computerchips und Schrumpffolien verwendet.

Sie werden auch zur Inspektion von Fracht bei Grenzkontrollen sowie zur Lagerverwaltung und Materialcharakterisierung verwendet.

3. Teilchenbeschleuniger helfen uns, das Universum um uns herum zu verstehen

Eine der wichtigsten Anwendungen für Teilchenbeschleuniger liegt auf dem Gebiet der Teilchenphysik, auch bekannt als Hochenergiephysik. Mit ihnen lernen Teilchenphysiker die Natur vieler grundlegender Teilchen und physikalischer Gesetze kennen, die alles von Materie über Energie bis hin zu Zeit und Raum regeln.

4. Der Large Hadron Collider ist der weltweit größte Teilchenbeschleuniger.

Der enorme Large Hadron Collider LHC ist der größte und leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger. Er wurde erstmals im September 2008 für die Geschäfts- und Forschungsforschung eröffnet und besteht aus a 27 km langer Ring supraleitender Magnete mit Beschleunigungspunkten um seinen Verlauf.

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Diese massive Struktur wird verwendet, um subatomare Teilchenstrahlen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ineinander zu feuern, um zu sehen, was passiert. Der LHC hat dazu beigetragen, viele erstaunliche Durchbrüche in der Teilchenphysik zu erzielen, einschließlich der Entdeckung der Higgs Boson .

5. Es gibt zwei Haupttypen von Teilchenbeschleunigern

Teilchenbeschleuniger gibt es in verschiedenen Formen und Größen. Sie fallen jedoch in eine von zwei Hauptkategorien: Linearbeschleuniger und Kreisbeschleuniger.

Die ersteren bewegen Partikel in einer geraden Linie, daher der Name. Die letzteren, wie der LHC am CERN oder der Tevatron Bewegen Sie sie in den USA auf einer Kreisbahn.

6. Teilchenbeschleuniger wurden verwendet, um verschiedene Grundelemente zu entdecken

Teilchenbeschleuniger wurden verwendet, um einige wichtige Entdeckungen in anderen Bereichen der Wissenschaft außerhalb der Teilchenphysik zu machen. Zum Beispiel frühe Maschinen wie Lawrence 60 Zoll Zyklotron wurden verwendet, um Plutonium, Neptunium und viele andere transuranische Elemente und Isophoten zu entdecken.

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Für diese Arbeit erhielten Glenn Seaborg und Edwin McMillan 1951 den renommierten Nobelpreis für Chemie.

7. Eines der längsten Gebäude der Welt wurde speziell für einen Teilchenbeschleuniger gebaut.

Das Linearbeschleunigergebäude bei SLAC National Accelerator Laboratory in San Francisco ist eines der längsten Gebäude der Welt. Das Gebäude ist in der Nähe 2 Meilen 3,2 km lang und beherbergt einen sehr leistungsstarken linearen Teilchenbeschleuniger.

8. Die höchste jemals vom Menschen verursachte Temperatur wurde in einem Teilchenbeschleuniger aufgezeichnet.

Eine Blasentemperatur von ungefähr 5,5 Billionen Grad Celsius wurde 2012 beim Relativistic Heavey Ion Collider des Brookhaven National Laboratory aufgenommen. Dies brachte ihnen nicht nur ein Guinness-Weltrekord aber sie konnten auch eine kleine Menge produzieren Quark-Gluon-Plasma ein Zustand der Materie, von dem angenommen wird, dass er das frühe Universum dominiert hat.

9. Frettchen wurden früher zum Reinigen von Gaspedalteilen verwendet

Zwischen 1971 und 1999 wurden Frettchen tatsächlich verwendet, um bestimmte Teile des Teilchenbeschleunigers im Meson Laboratory von Fermilab zu reinigen. Da Frettchen es lieben, sich durch Tunnel zu graben und zu klettern, wurden sie als die perfekte Lösung angesehen, um die Hunderte von Metern Vakuumleitung frei zu haltenvon Trümmern vor dem Abfeuern von Partikeln.

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Jedes Frettchen wie Felicia das Frettchen würde einen in Lösung getauchten Lappen durch die langen Rohrabschnitte ziehen. Frettchen wurden inzwischen durch speziell entwickelte Roboter ersetzt.

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