چگونه یک ‘میون شتاب دهنده” می تواند باز کردن برخی از جهان بزرگترین اسرار

این واقعیت که ما در اینجا در همه یکی از بزرگترین پازل فیزیک است. ما ساخته شده از طبیعی ذرات مانند الکترون اما هر گونه ذرات نیز دارای یک ضد ماده همراه است که تقریبا یکسان به خود را, اما با مخالف شارژ. هنگامی که ماده و ضد ماده به تماس آنها نابود کردن هر یک از دیگر در یک فلش از نور است.

فیزیک نشان می دهد که ماده و ضدماده ایجاد شد و تقریبا در برابر مقادیر در انفجار بزرگ. پس چگونه می آیند وجود دارد تقریبا تنها ماده چپ امروز – آیا ماده و ضد ماده نابودی یکدیگر به ارائه جهان مرده? ما تحقیقات جدید فعال است دانشمندان به ساخت یک نوع جدید از شتاب دهنده بر اساس ذرات به نام muons که می تواند به ما کمک کند پیدا کردن.

یک میون تقریبا یکسان است به یک الکترون به جز آن است که 207 بار سنگین تر است. بیشتر چه, آن را تبدیل به ذرات دیگر در دو میلیونیم ثانیه است. این عمر اگر چه کوتاه برای ما کاملا یک مدت زمان طولانی برای ناپایدار ذرات بنیادی و این توضیح می دهد که چرا muons را تشکیل می دهند تقریبا تمام شارژ کيهانی که رسیدن به سطح زمین است.

خیلی از ما توانایی بررسی ساختار ماده در کوتاه ترین فاصله بستگی به ایجاد پرتوهای ذرات و سرعت بخشیدن به آنها را به بالا و انرژی. با این حال وجود دارد تنها چهار پایدار ذرات است که می تواند مورد استفاده قرار گیرد در این راه الکترون و ضد ذره (positron) و پروتون و آن antiparticle (antiproton).

پرتوهای ذرات متشکل از کسانی که استفاده شده است برای بسیاری از سال و در عین حال هر دو از این جفت دارای اشکالاتی است. الکترون و شریک زندگی خود را بسیار نور – هنگامی که ما سعی می کنیم برای سرعت بخشیدن به آنها تابش الکترومغناطیسی انرژی است. این می تواند مفید باشد برای برنامه های کاربردی مانند تلویزیون اما باعث می شود آن را سخت برای رسیدن به نوعی از انرژی است که ما نیاز به بهبود درک ما از جهان است.

بر خلاف الکترون ، پروتون و ضد پروتون ساخته شده بیشتر ذرات بنیادی – کوارک و gluons. در یک برخورد بین یک پروتون و ضد پروتون آن است که این ذرات بنیادی که در واقع برخورد می کنند و در نتیجه انرژی پایین تر سقوط از شما می کردم اگر پروتون شده بود واقعا ذرات بنیادی.

هر ذره نیز دارای یک antiparticle گنجانده شده در اینجا. Publicdomainpictures.net

این muons به اندازه کافی سنگین است که بر آنها پرتو افکنده بسیار کمتر انرژی
اما اساسی (و نه ساخته شده از ذرات کوچکتر) به طوری که تمام انرژی خود را در دسترس است برای بررسی است. زمانی که دانشمندان نوبل-جایزه برنده هیگز ذرات با پروتون آنها نیاز به یک دستگاه 10km در قطر: برخورددهنده بزرگ هادرون. یک میون ماشین می تواند رسیدن به این هدف با یک دور فقط 200 متر است.

ضرر muons است که بر خلاف الکترون و پروتون آنها ناپایدار هستند و نیاز به تولید شود و سپس به سرعت استفاده می شود قبل از همه آنها پوسیدگی. ما می تواند تولید muons با در نظر گرفتن باریک بالا و شدت پرتو پروتون در حال اجرا و آن را به یک هدف ساخته شده از فلزات مانند تیتانیوم. این تولید یک پرتو دیگر ذرات بنیادی به نام pion.

Pions شکل یک پرتو که طرفداران ، اگر اصلی پروتون پرتو به نظر می رسد مانند یک اشاره گر لیزری از pion پرتو به نظر می رسد بیشتر شبیه به یک مشعل پرتو با شدت رها به سرعت با فاصله. این pions سپس فروپاشی به تولید muons معنی پرتو گسترش می یابد و حتی بیشتر – شبیه یک لامپ.

ما نمی توانیم سرعت بخشیدن به چنین پرتو در یک ماشین مانند LHC بنابراین ما نیاز به ایجاد یک پرتو است که اسپرد بسیار کمتر است. این چالش با توجه به این که ما فقط دو میلیونیم دوم برای تولید شتاب و برخورد آن.

اما تیم ما از فیزیکدانان و مهندسان از سراسر جهان شناخته شده به عنوان میون یونیزاسیون خنک کننده آزمایش (موش) – در حال حاضر نشان داده شده است که ممکن است. ما با استفاده از یک فرایند شناخته شده به عنوان خنک کننده به کمک فشرده سازی پرتو. این شامل عبور muons از طریق یک ظرف را با مایع هیدروژن در -250°C کاهش ذرات پایین. سپس ما آنها را از طریق یک الکترومغناطیسی حفره که ناشی از پرتو به سرعت در جهت مورد نیاز است.

با تکرار این چندین بار آن را ممکن است برای ایجاد یک پرتو است که اسپرد بسیار کمتر و دارای یک هسته متراکم شده است. این پرتو تزریق می شود می تواند به یک شتاب دهنده ذرات به بالا تولید انرژی میون پرتو. چنین پرتو می تواند یا برخورد و یا چپ به گردش تا muons پوسیدگی به شدید پرتو نوترينو – کنون در بیش از هر neutrino پرتو که در حال حاضر می تواند تولید شود.

کاوش جهان

در واقع یک neutrino پرتو ایجاد شده از muons بخشی از یک برنامه ریزی Neutrino کارخانه که اجازه می دهد ما برای پاسخ به بسیاری از سوالات مربوط به منشاء و تکامل جهان – مانند مرموز عدم تعادل بین ماده و ضد ماده.

نوترينو همچنین می تواند کمک به ما در درک جزئیات چگونه زندگی-عناصر ضروری مانند اکسیژن و کربن و سیلیسیم است که در تشکیل ستاره ها در سراسر جهان. این عناصر سنگین تر نمی شد تولید شده در انفجار بزرگ و در عین حال مسئول سیاره ما زندگی می کنند و تمام زندگی در اطراف ما. ما می دانیم که انفجار نوترينو که منتشر شد در انفجار ستاره (supernovas), مسئول هستند.

ما همچنین می تواند برخورد دو پرتو از muons در همان راه به عنوان ما برخورد دو پروتون در LHC. این muons بودن ساده تر از پروتون ها اجازه می دهد به صورت دقیق تر تعیین خواص ذرات هیگز ،

خواص میون همچنین باعث می شود آن را یک ابزار ارزشمند در زمینه مواد فیزیک. توانایی ایجاد بیشتر از نزدیک با تمرکز پرتوهای ممکن است بهبود زمان اندازه گیری و باز کردن روشهای درمانی جدید.

روش ما نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرد برای کمک به افزایش شدت هر ذره پرتوهای. آن شده است یک پروژه ماندگار بیش از ده سال اما آن را به ارزش تلاش شده است که از نظر ما آنچه یک ابزار قدرتمند ما ایجاد کرده است.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.dehec.su

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>