Takto dokážu fyzici urých­liť čas­tice na 99,99% rých­losti svetla

Ondrej Chudáčik / 30. september 2016 / Tech a inovácie

Národné labo­ra­tó­rium Bro­ok­ha­ven v New Yorku od roku 2015 dis­po­nuje urých­ľo­va­čom čas­tíc NSLS II ( Nati­onal Synch­rot­ron Light Source II). Jeho stavba stála 912 mili­ó­nov dolá­rov.

Na svete sa nachá­dza viac než 30000 čas­ti­co­vých urých­ľo­va­čov. V spo­loč­nosti naj­zná­mejší, LHC (Large Had­ron Col­li­der) sa nachá­dza v Európe pod mes­tom Ženeva. Väč­šia časť z jeho 27 kilo­met­rov dlhého tunela je však na fran­cúz­skom území. Veľký had­ró­nový urých­ľo­vač umož­ňuje vyko­ná­vať expe­ri­menty, ktoré pris­pie­vajú k lep­šiemu pocho­pe­niu základ­ných fyzi­kál­nych inte­rak­cií a simu­lo­vať pod­mienky pri vzniku nášho ves­míru.

Naj­novší prí­ras­tok do rodiny, a záro­veň jeden z naj­mo­der­nej­ších urých­ľo­va­čov čas­tíc na svete, sa nachá­dza v New Yorku. Národné labo­ra­tó­rium Bro­ok­ha­ven od roku 2015 dis­po­nuje zaria­de­ním NSLS II (Nati­onal Synch­rot­ron Light Source II). Jeho výstavba stála 912 mili­ó­nov dolá­rov.

9

Zdroj : sciencealert.com

NSLS II pra­cuje s čas­ti­cami pohy­bu­jú­cimi sa rých­los­ťou len o zlo­mok pomal­šou ako je rých­losť šíre­nia sa svetla. V momente, keď sa dve čas­tice v tejto rých­losti zra­zia, vedci za pomoci výkon­ných počí­ta­čov ana­ly­zujú prie­beh zrážky. Čas­tice sa pohy­bujú v po obvode 792 met­rov dlhého, špe­ciálne upra­ve­ného, potru­bia v tvare oblúka pri­čom pro­du­kujú ener­giu vo forme radiá­cie, resp. veľmi jas­ného rön­tge­no­vého žia­re­nia. Ak sústre­díme toto extrémne jasné rön­tge­nové žia­re­nie na veľmi malý bod, umožní nám to skú­mať látky na nano úrovni.

NSLS II je schopný pra­co­vať s rôz­nymi druhmi skú­ma­ných mate­riá­lov od syn­te­tic­kých látok až po orga­nické. Pou­ži­tím pokro­či­lých metód, je možné prak­ti­ko­vať rôzne druhy výskumu od roz­voja lie­čiv pre dro­govo závis­lých cez vývoj mik­ro­či­pov. Jed­no­du­cho čokoľ­vek od buniek v našom tele po pôdu, po kto­rej cho­díme.

1. Každý expe­ri­ment začína v elek­tró­no­vom dele, vytvorí vysoko kon­cen­tro­vaný elek­tró­nový lúč a vystrelí ho do špe­ciálne upra­ve­ného potru­bia.

1Zdroj : sciencealert.com

2. Za pomoci elek­tro­mag­ne­tov a mik­ro­vln­ných rádio-frek­venč­ných pásiem elek­tróny akce­le­rujú. Aby sa zabrá­nilo kolí­ziám medzi čas­ti­cami a zame­dzilo sa stra­tám ener­gie alebo rýchlosti,elektróny sa musia pohy­bo­vať vo vákuu.

3

Zdroj : sciencealert.com

3. Následne sú zrých­lené na 99,99% rých­losti svetla.

2

Zdroj : sciencealert.com

4. Elek­tróny pre­chá­dzajú cez sféry vplyvu rôz­nych mag­ne­tov. Modré mag­nety zabez­pe­čujú udr­žo­va­nie rých­losti elek­tró­nov počas kru­ho­vého pohybu. Žlté mag­nety pomá­hajú zabez­pe­čiť smer a presnú tra­jek­tó­riu. Oran­žové a čer­vené mag­nety zabez­pe­čujú návrat unik­nu­tých čas­tíc na správnu tra­jek­tó­riu.

5

Zdroj : sciencealert.com

5. Pohy­bom sa čas­tice spo­ma­ľujú, uvoľ­ňujú ener­giu a vyža­rujú veľmi jasné rön­tge­nové lúče.

4

Zdroj : sciencealert.com

6. V posled­nej časti sa lúče zra­zia s akou­koľ­vek hmo­tou, ktorá je pred­me­tom výskumu.

6

Zdroj : sciencealert.com

7. Na snímke je rön­tge­nový spek­tro­skop. S jeho pomo­cou výskum­níci ana­ly­zujú che­mické vlast­nosti mate­riá­lov.

7

Zdroj : sciencealert.com

8. Pre­sun medzi jed­not­li­vými bodmi zabez­pe­čujú troj­kolky.

8

Zdroj : sciencealert.com; bnl.gov

Pridať komentár (0)