Добавить новость
Главные новости Троицка
Троицк
Февраль
2024
1 2 3
4
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
17
18 19 20 21 22
23
24
25 26 27 28 29

Зачем ученые разгоняют частицы до гигантских скоростей

Когда мы упоминаем ускорители частиц, многие люди вспоминают яркие сгустки крови и вспышки из фильма «Ангелы и демоны», в котором «главную роль» сыграл ЦЕРН, Европейский центр ядерных исследований с его знаменитым коллайдером. Ускорители меняют устоявшиеся представления о физике и устройстве мира, поэтому реальность не далека от вымысла. Почему ученые используют какие ускорители для ускорения частиц?Как это связано с лечением рака и поиском углеводородов?Давайте разберемся.

Что такое ускоритель

Ускорители — это сложные устройства, которые ускоряют заряженные частицы (ионы, протоны, электроны) почти до скорости света или огромных энергий в триллионы электронвольт. Частицы ускоряются под действием электрических и магнитных полей, создаваемых внутри устройства. Первый изменяет энергию частицы посредством заряда, а второй управляет траекторией движения частицы.

Размеры ускорителей варьируются от очень компактных, почти настольных, до гигантских, длиной в несколько километров. Они используются в самых разных областях: от получения рентгеновских лучей до очистки сточных вод с помощью ионных потоков и производства транзисторов.

Из примерно 40 000 ускорителей, действующих по всему миру, менее 5% предназначены для чистой науки. Треть производственных мощностей связана с промышленностью, одна треть — с полупроводниковыми технологиями и одна треть — с лучевой терапией.

— Сергей Гаврилов, директор пучковой лаборатории Института ядерных исследований РАН

Каждый ускоритель содержит четыре элемента. Источник заряженных частиц, источник электрического поля, электромагнитная система, контролирующая траекторию частиц, и металлическая вакуумная трубка, не замедляющаяся ни пылью, ни воздухом. Тип ускорителя зависит от комбинации и конфигурации этих элементов.

Линейные: простые и универсальные

Конструкция линейного ускорителя является самой простой. Пучок частиц, испускаемый источником (например, специальной электронной пушкой), движется по прямой и ускоряется под действием электрического поля, пока не достигнет неподвижной мишени. Бомбардируйте ядра молекул протонами, чтобы получить радиоактивные изотопы для фармацевтических препаратов, бомбардируйте материалы и тестируйте их в космосе или направляйте частицы непосредственно на опухоли, чтобы разработать многообещающие виды лечения рака. Вы можете это сделать.

Самый длинный в мире линейный ускоритель — 3,2 километра — расположен в Стэнфорде (США). Туннель, по которому летают частицы, находится на глубине 9 метров под землей, а над ним находится галерея с оборудованием. Рекордный ускоритель ускоряет электроны и позитроны до 50 миллиардов электронвольт. Частицы используются в научных исследованиях и экспериментах в самых разных областях: от физики до медицины.

Ускоритель протонов в Институте ядерных исследований РАН в Троицке имеет длину полкилометра и является крупнейшим в Евразии. Это оборудование используется, например, для изучения свойств различных материалов или получения медицинских изотопов для томографии.

Круговые: «энергичные» и знаменитые

Если вы добавите магнит к линейному ускорителю и закольцуете его вакуумную трубку, вы получите круговой или циклический ускоритель. Частицы движутся внутри него под действием двух полей. Электрическое поле ускоряет, а магнитное поле поворачивает траекторию частицы так, что она многократно проходит через участок ускорения. Кольцевые ускорители позволяют ускорять частицы до более высоких энергий, чем линейные ускорители.

Большой адронный коллайдер в Женеве

Самый мощный в мире кольцевой ускоритель частиц — Большой адронный коллайдер. Его построил Европейский центр ядерных исследований в Женеве (Швейцария).

Обратите внимание: Японские ученые осваивают технологии создания детей из клеток кожи.

Главное кольцо имеет длину около 26,7 километров и может ускорять частицы с энергией 13,6 триллиона электронвольт.

Коллайдер — это своего рода ускоритель по содержанию, а не по форме. Внутри него пучки частиц сталкиваются в противоположных направлениях. Большой адронный коллайдер использует протоны и адроны, являющиеся тяжелыми атомными ядрами. Основная задача этого исследовательского комплекса — проверка и изучение теоретических представлений о физике элементарных частиц.

Около 20 лет назад началось проектирование Международного линейного коллайдера. Его длина составит 31 километр, что на порядок больше, чем у нынешнего линейного рекордсмена. Предполагается, что коллайдер может быть изготовлен в Японии.

В России достраивается большой коллайдер в Дубне. Этот круговой ускоритель будет использоваться для фундаментальных и прикладных исследований, таких как космическая медицина и лечение рака.

Ускорительный комплекс NICA в Дубне. Фото предоставлено: Объединенный институт ядерных исследований

Синхротроны: источники полезного излучения

Технически крайне сложно приблизить скорость легчайших заряженных частиц (электронов) к скорости света. Одним из типов интерференции является синхротронное излучение — поток фотонов, испускаемых частицами, движущимися по изогнутым траекториям кольцевого ускорителя. Первоначально такое излучение считалось паразитическим эффектом, отнимающим энергию у частиц, но ученые нашли ему полезное применение и создали синхротроны.

Синхротрон — циркуляционный ускоритель для получения высококачественного синхротронного излучения. Он позволяет «рассмотреть» материю на уровне ее атомов и составляющих их элементов, не разрушая молекулярную структуру. Это полезно в медицине, археологии и биологии.

В синхротронах легкие электроны ускоряются для достижения необходимой яркости излучения, чтобы «увидеть» более быстрые физические и химические процессы, получить больше данных и глубже проникнуть в объекты исследования.

В мире существует всего три современных ускорителя синхротронного излучения четвертого поколения. Шведский MAX-IV, бразильский Sirius и французский ESRF-EBS. Четвертый строится в России, а СКИФ (Сибирский кольцевой источник фотонов) планируется запустить в новосибирском наукограде Кольцово в 2024 году.

В России есть два синхротрона. Институт ядерной физики Сибирского отделения РАН и Курчатовский институт в Москве.

На момент запуска СКИФ будет самым современным синхротроном в мире. Период орбиты, на которой электроны излучают синхротронное излучение при вращении, составляет 476 метров. Рядом будет построен экспериментальный зал с исследовательскими станциями.

СКИФ полезен для изучения структуры органических и неорганических материалов, включая образцы горных пород, а также композиционных материалов. Для этого мы используем возможности двух станций нанотомографии высокого разрешения и визуализации быстропротекающих процессов. Полученные данные помогут смоделировать процессы внутри нефтяного пласта и повысить эффективность добычи углеводородов на 10-15.

– Владислав Крутько, руководитель проекта Digital Core, «Газпром нефть

Всего к СКИФ смогут подключиться до 30 станций, первыми из которых станут 6 станций из наиболее востребованных областей науки и промышленности. Помимо исследований в области добычи нефти и газа, мы изучаем структуру материалов, процесс образования микротрещин и процесс химических реакций для решения задач в электронике.

Оригинал статьи и другие материалы можно найти на сайте журнала «Энергия+:
https://e-plus.media/vse-publikatsii/

[моё] Science Pop Collider Большой адронный коллайдер Изобретение Science Long Post 15

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: Зачем ученые разгоняют частицы до гигантских скоростей.

 







«Он карабкался за каждую ниточку»: подросток выпал из окна больницы в Москве и погиб

Легенда о «300-х русских школах» в Азербайджане

В Красноярском крае будут судить азербайджанца, который в 2006 году избил и изнасиловал певицу

Директор Росгвардии генерал армии Виктор Золотов принял участие в посвященных 100-летию дивизии имени Ф.Э. Дзержинского торжественных мероприятиях


В Красноярском крае будут судить азербайджанца, который в 2006 году избил и изнасиловал певицу

Новые портативные ирригаторы Revyline RL 410 Pink появились в продаже с курьерской доставкой по Сочи

Детская зубная щетка Revyline RL 025 Panda доступна в Бурятии

Культурное лето с Dhawa Ihuru


Anthony Joshua-Daniel Dubois: Two-Weight World Champion Has No Doubt Who Hits Harder

PGA Tour Commissioner Jay Monahan shuts down Saudi agreement rumors: “complex scenario”

Frustrated England stars including Kane and Bellingham consoled by Wags and family in stands after tame Denmark draw

Sophie Turner Keeps it Glam While Attending Grand Opening of Peninsula London


Ученые раскрыли стоящие за редкими заболеваниями скрытые ДНК-механизмы

Военные следователи приняли участие в патриотической акции «Свеча памяти» в городе-герое Севастополе

Пьяный гражданин Азербайджана из Тулы поехал в гости к брату и открыл стрельбу в Кургане

Краски севера VIII


The original Counter-Strike mod is 25 years old, Valve calls it 'the greatest videogame ever made'

BarbarQ 2 вошёл в стадию ЗБТ на Android в Китае

Model viewer forensics reveal that Elden Ring: Shadow of the Erdtree's Dancing Lion boss is actually two little guys piloting it around

На смартфоны выйдет игра Too Hot to Handle 3 по реалити-шоу «Испытание соблазном»



Новый релиз DomNi & GOR - Прости или отпусти

Сергей Собянин. Главное за день

На фестивале «День молодежи» пройдет конкурс короткометражного кино

Поздравление по случаю 6-летия партии «Армянские Орлы. Единая Армения»


Тест сдан. Первый вагон проехал по новому участку Троицкой линии метро

Сергей Собянин провел технический пуск четырех станций Троицкой линии метро

Депутат МГД Головченко пригласил жителей Троицка на традиционные Дни соседей

Метро пробивается к Троицку


Крупные инвестиционные проекты реализуют в ТиНАО

Троицкие летописи: С Днём медицинского работника!

Более 540 километров новых дорог построят в Москве

Троицк стал лидером среди районов Новой Москвы по росту цен на жилье


Российские теннисисты подпишут декларацию о нейтралитете для участия в Уимблдоне

Потапова вышла в полуфинал турнира WTA в Бирмингеме

Калинская вышла в полуфинал турнира WTA в Берлине на отказе Соболенко

Маринов, Мартьянова, Шлейхер: кто еще из звезд Игр БРИКС мог поехать на Олимпиаду в Париж


МегаФон разогнал мобильный интернет в Подмосковье и ТиНАО

На трассах Челябинской области из-за аномальной жары ограничили движение

Поликлинику для взрослых и детей на 560 посещений в смену построят в Новой Москве

Виновата жара: М-5 "Урал" и другие трассы перекроют для южноуральцев


Музыкальные новости

Новая стена с Виктором Цоем появилась в Благовещенске

Шоу фонтанов и певица Ёлка: в Магнитогорске встретят День металлурга

Международный фестиваль искусств Чайковского начинается в Клину

Фестиваль «Шаляпин. Портрет» откроется в Нижнем Новгороде 29 июня


Депутат МГД Головченко пригласил жителей Троицка на традиционные Дни соседей

Акция «Свеча памяти» пройдет 22 июня в Троицком центре культуры и творчества

Метро пробивается к Троицку

Новую Троицкую линию Московского метрополитена запустят до 2030 года


Продвижение Песни или Музыки в YouTube, RuTube, ВКонтакте, ЯндексДзен и других видеоплощадках!

NYT: Визит Путина в КНДР и Вьетнам реализовал худшие опасения США

Продвижение Шансон Песен и Клипов ВКонтакте.

Чемпионат по многоборью кинологов завершился под Ростовом-на-Дону


После погони со стрельбой в Мытищах задержали неадекватного водителя

АЗС нового формата откроют в Подмосковье и еще 11 регионах

«За рулём»: в Московской области есть необычные места для автолюбителей

Бизнесмены из Химок обсудили сотрудничество с партнерами из Китая


США направили посланника госдепа во Вьетнам после визита Владимира Путина

СМИ: РФ расширяет влияние не только на страны Африки и Латинской Америки

Порядка 507 ФАПов появилось в Подмосковье за 10 лет

Историческое соглашение: Владимир Путин и Ким Чен Ын заключили договор о стратегическом партнерстве


Петербург стал лидером среди регионов по числу заражений ковидом в прошлом году

Петербург стал лидером среди регионов по числу заражений ковидом в прошлом году



Семеро медиков устроились на работу в Ленинском округе по программе «Приведи друга»

Более 100 человек наградили в День медицинского работника в Реутове

Гастроэнтеролог Сухорукова рассказала о полезных свойствах клубники

Врач предупредил о смертельной опасности спорта после застолья



Пер-во г.Люберцы-на призы фирмы "ДЯДЯ ВАНЯ" 17-23.06.2024

Спортсменка из Мытищ завоевала золото чемпионата России по пляжному самбо

Воробьев вместе со школьниками закрыл олимпиадный сезон 2023–2024 года

Пер-во г.Люберцы-на призы фирмы "ДЯДЯ ВАНЯ" 17-23.06.2024



Собянин: врачи из Москвы направлены для помощи пострадавшим в Севастополе

Собянин представил летнюю программу мероприятий в «Лужниках»

Собянин: В кварталах реновации появится более 70 социальных объектов

Сергей Собянин. Главное за день


В Подмосковье появились редкие мотыльки

Жителям Подмосковья рассказали о лесопожарной обстановке в лесах на 22–24 июня

Лесничие и школьники Подмосковья провели субботники у воинских мемориалов

Мобильные лаборатории проверили воздух в 18 округах Подмосковья за неделю


В Москве состоялся технический пуск первых четырех станций Троицкой линии метро

На трассах Челябинской области из-за аномальной жары ограничили движение

В ТиНАО построят детсад, школу и стартап-студию в рамках инвестпроектов

Поликлинику для взрослых и детей на 560 посещений в смену построят в Новой Москве


Архангельская область присоединилась к акции «Единый арктический субботник-2024»

Москвичам напомнили о временном закрытии участка БКЛ метро

На фестивале «Белый июнь» наградили самые читающие семьи Поморья

Стрелок Леонид Екимов – серебряный призёр чемпионата России


Книжно-иллюстративная выставка «Спасибо, Артек, за веру в мечту!», к 99-годовщине основания Международного детского центра «Артек»

Исторический экскурс "И будет долгим эхо той войны", ко Дню памяти и скорби

Настенные сплит-системы: Преимущества и Установка от «Техноград»

Сквер имени Жириновского появится в Симферополе


Поликлинику для взрослых и детей на 560 посещений в смену построят в Новой Москве

15 июня - Всероссийский прием граждан

Современные комплексы возведут в ТиНАО

На территории ТиНАО в этом году завершат строительство шести объектов инженерной инфраструктуры














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *