16/01/2023
Στο Αμερικανικό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, ένας υπερισχυρός επιταχυντής φορτισμένων σωματιδίων κυκλοφόρησε και δοκιμάζεται , ο οποίος θα πρέπει να ανιχνεύει νέα, άγνωστα στο παρελθόν στοιχεία.
Στα μέσα του περασμένου έτους, το Michigan State University ολοκλήρωσε την κατασκευή μιας μοναδικής συσκευής στο είδος του - ενός γραμμικού επιταχυντή σωματιδίων, που ήταν υπό κατασκευή τα τελευταία 15 χρόνια.
Ως αποτέλεσμα, ένα νέο κτίριο εμφανίστηκε στην πανεπιστημιούπολη του Κρατικού Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, στο έδαφος του οποίου βρισκόταν ο ίδιος ο επιταχυντής, ο βοηθητικός εξοπλισμός, τα εργαστήρια και τα ερευνητικά κτίρια. Ο επιταχυντής ονομάστηκε FRIB, που σημαίνει εγκατάσταση για την παραγωγή δέσμης σπάνιων ισοτόπων. Η κατασκευή του επιταχυντή κόστισε 765 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ.
Επιταχυντής FRIBΤο Michigan FRIB Linear Particle Accelerator είναι ένας σωλήνας τριών τμημάτων που έχει τη μορφή συνδετήρα, μήκους 517 μέτρων. Μέσα στον σωλήνα υπάρχει ένας θάλαμος κενού που ψύχεται στα 1,9 Κ. Ολόκληρη η επιφάνεια του σωλήνα είναι επενδεδυμένη με δακτυλιοειδείς μαγνήτες, η ενεργοποίηση των οποίων σας επιτρέπει να ελέγχετε την κίνηση των ιόντων μέσα στο θάλαμο.
Η ισχύς αυτού του επιταχυντή φορτισμένων σωματιδίων είναι τέτοια που ο επιταχυντής είναι ικανός να επιταχύνει οποιοδήποτε σωματίδιο στο μισό της ταχύτητας του φωτός. Για να δημιουργηθούν ισότοπα σε αυτόν τον επιταχυντή, φορτισμένα και επιταχυνόμενα σωματίδια αποστέλλονται σε έναν στόχο, μετά από σύγκρουση με τον οποίο εκρήγνυνται οι πυρήνες του ισοτόπου, απελευθερώνοντας νέα σπάνια, και πιθανώς μη ανακαλυφθέντα ακόμη, ισότοπα.
διαχωριστής σωματιδίων επιταχυντήΓια την ανίχνευση ισοτόπων, χρησιμοποιούνται δύο συσκευές - ένας διαχωριστής, ο οποίος διαχωρίζει τα ισότοπα μεταξύ τους και ένας ανιχνευτής, ο οποίος ανιχνεύει τα ισότοπα και καθορίζει τις ιδιότητές τους.
Σήμερα, οι επιστήμονες γνωρίζουν 250 ισότοπα διαφόρων χημικών στοιχείων. Τα θεωρητικά μοντέλα προβλέπουν την ύπαρξη περίπου 7.000 ισοτόπων, περίπου τα μισά από τα οποία είναι σπάνια, που διαρκούν μόνο ένα κλάσμα του δευτερολέπτου.
Ο Επιταχυντής Γραμμικών Σωματιδίων του Μίτσιγκαν, που εκτοξεύτηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες, θα είναι σε θέση να ανιχνεύσει τουλάχιστον το 85% όλων των πιθανών ισοτόπων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που προκύπτουν από εκρήξεις σουπερνόβα, παρά την πολύ χαμηλή πιθανότητα εμφάνισης τέτοιων ισοτόπων.
Για να αυξήσουν την πιθανότητα απόκτησης σπάνιων ισοτόπων, οι επιστήμονες εκτελούν πολλαπλές συγκρούσεις σε ένα πείραμα. Για παράδειγμα, κατά την πρώτη πειραματική ενεργοποίηση στο ένα τέταρτο της μέγιστης ισχύος, οι επιστήμονες επιτάχυναν μια δέσμη πυρήνων ασβεστίου-48 που συγκρούστηκε με έναν στόχο βηρυλλίου. Ως αποτέλεσμα αυτού του πειράματος, οι ανιχνευτές επιταχυντή εντόπισαν αμέσως 40 διαφορετικά ισότοπα, μερικά από αυτά πολύ σπάνια.
Κύκλωμα επιταχυντή FRIBΈνα επαναλαμβανόμενο πείραμα με μια δέσμη πυρήνων σεληνίου-82 κατέστησε δυνατή, μετά από σύγκρουση με στόχο, να ληφθούν σπάνια ισότοπα σκανδίου, ασβεστίου και καλίου, μερικά από τα οποία μπορούν να υπάρχουν μόνο στους πυρήνες των άστρων νετρονίων.
Αμερικανοί επιστήμονες ετοιμάζονται να λανσάρουν έναν επιταχυντή φορτισμένων σωματιδίων με ισχύ 100% για την παραγωγή πολλών νέων ισοτόπων που θα μπορούσαν να αλλάξουν το μέλλον της ανθρωπότητας στη Γη.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου