สล็อตเว็บตรง แตกง่าย การทดสอบครั้งแรกสำหรับเครื่องจักรที่สามารถเปลี่ยนอนาคตของฟิสิกส์อนุภาคได้

สล็อตเว็บตรง แตกง่าย วิธีการอาจลดขนาดเครื่องเร่งอนุภาคจากขนาดเมืองเป็นขนาดโต๊ะ โดย RYAN F. MANDELBAUM | เผยแพร่เมื่อ 17 มิ.ย. 2559 23:30 น ศาสตร์เครดิตภาพ: Maximilien Brice (CERN) ผ่าน Wikimedia Commons แบ่งปัน    

สิ่งหนึ่งที่คุณอาจทราบเกี่ยวกับการทดลองฟิสิกส์อนุภาคก็คือว่ามันมีขนาดใหญ่มาก Large Hadron Collider มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 ไมล์ ซึ่งใหญ่พอที่จะหมุนเป็นวงกลมบางเมืองได้ Linear Accelerator ของ Stanford มีความยาวสองไมล์ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าการทดลองใหม่จะนำไปสู่เครื่องเร่งอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่ามาก แต่ก็ยังทรงพลังอย่างมาก

นักวิทยาศาสตร์ที่ CERN ได้ทำการทดสอบครั้งแรกในการทดลอง AWAKE เมื่อวานนี้ ซึ่งเป็นเครื่องเร่งความเร็วรูปแบบใหม่ที่มีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่อาจสามารถลดขนาดของการทดลองฟิสิกส์ของอนุภาคลงได้ตั้งแต่หลายร้อยตัวขึ้นไป

Colliders เช่น Large Hadron Collider มีชิ้นส่วน

จำนวนมาก แต่โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีที่สำหรับเก็บอนุภาค สถานที่ที่จะเร่งความเร็วพวกมันให้เร็วขึ้นอย่างเหลือเชื่อ สถานที่สำหรับทุบพวกมันเข้าด้วยกันหรือกับสิ่งอื่น และที่สำหรับดูทั้งหมด เศษอนุภาคที่ออกมาจากการระเบิดที่เกิดขึ้น ส่วนหนึ่งของการเร่งความเร็วนั้นต้องการการผลักอนุภาคโดยการวางพวกมันผ่านชุดของสนามไฟฟ้าสลับกัน เพื่อให้อนุภาคได้เร็วกว่านี้ นักวิทยาศาสตร์จึงสร้างการทดลองที่ยาวขึ้นมากกว่าการทดลองที่ทรงพลังกว่า การทดลอง AWAKE หรือที่รู้จักในชื่อ “Proton Driven Plasma Wakefield Acceleration Experiment” จะใช้วิธีการใหม่ทั้งหมดที่จะทำให้อนุภาคทำงานเร็วขึ้นมากในระยะเวลาอันสั้น

ความลับของ AWAKE มาจากการเร่งความเร็วของเวคฟิลด์ ซึ่งเป็นแนวคิดแรกที่สร้างทฤษฎีขึ้นในปี 1970 เท่านั้น แต่มีความท้าทายด้านเทคนิคมากเกินไปที่จะสร้างในตอนนั้น หัวหน้าโครงการ Edda Gschwendtner กล่าวกับPopular Science นี่คือวิธีการทำงาน:

อย่างแรก แพ็คเก็ตโปรตอนจากเครื่องเร่งโปรตอนของ CERN คือ Super Proton Synchrotron จะผ่านเขตพลาสมา อิเล็กตรอนในพลาสมามีประจุลบ ดังนั้นพวกมันจึงบินเข้าหากลุ่มโปรตอนที่มีประจุบวก เมื่อถึงจุดนั้น โปรตอนก็บินออกไป อิเล็กตรอนจึงบินต่อไป อิเล็กตรอนจะปล่อยพลาสมาที่มีประจุบวกไว้ในกรณีที่ไม่มีอยู่ ดังนั้นพวกมันจึงถูกดึงกลับไปยังที่ที่มันมาจากไหน กระบวนการยังคงดำเนินต่อไปและสร้างกระแส หากคุณโยนอิเล็กตรอนอีกตัวหนึ่งเข้าไปในคลื่น มันจะท่องไปพร้อม ๆ กันเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อิเล็กตรอนเชิงลบอื่น ๆ พังทลายลง ทำให้นักโต้คลื่นของเราเร่งความเร็วผ่านสนามปลุกได้เร็วมาก ซึ่งเร็วกว่าวิธีการแบบเดิมถึงพันเท่า บทความที่ตีพิมพ์ในธรรมชาติ .

“มันจะช่วยให้คันเร่งมีขนาดเล็กลงมาก” Gschwendtner กล่าว “ถ้าคุณทำเครื่องชนเชิงเส้นในทุกวันนี้ มันจะประมาณ 50 กิโลเมตร”

วันนี้ นักฟิสิกส์เพิ่งส่งพวงโปรตอนผ่านเส้น

ลำแสงหลักระหว่างทางไปสู่การทดลอง ซึ่งเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่จะทำให้ทุกอย่างทำงานได้ ยังไม่มีพลาสมาหรืออิเลคตรอนเร่ง ซึ่งอาจจะไม่เกิดขึ้นจนถึงปี 2018 AWAKE เป็นเพียงการพิสูจน์แนวคิด ซึ่งเป็นความพยายามในช่วงแรกๆ ในการผลิตเครื่องเร่งความเร็วเวคฟิลด์ ห้องปฏิบัติการ Stanford Linear Accelerator และ Brookhaven National Lab ในสหรัฐอเมริกาก็กำลังทำงานบนแนวคิดที่คล้ายกัน แต่ AWAKE เป็นเพียงคนเดียวที่คลื่นถูกสร้างขึ้นโดยโปรตอน ซึ่งสามารถผลิตเครื่องเร่งความเร็วเวคฟิลด์ที่ทรงพลังกว่าได้ อยู่มาวันหนึ่งเราอาจเห็นเครื่องเร่งอนุภาคขนาดเท่าโต๊ะที่มีประสิทธิภาพตามข่าวประชาสัมพันธ์ของ CERN แต่เครื่องเหล่านั้นอาจจะไม่ใช้โปรตอนเพื่อสร้างคลื่นเนื่องจากเครื่องเร่งความเร็วที่ใช้โปรตอนมีไว้สำหรับการทดลองที่ใช้งานหนักกว่า

ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด เราจะไม่เห็นเครื่องเร่งความเร็วประเภทนี้ในการทดลองฟิสิกส์อนุภาคเป็นเวลาหลายทศวรรษ Gschwendtner กล่าว แต่แนวคิดของการทดลองฟิสิกส์อนุภาคบนโต๊ะจะทำให้เราลืมตาขึ้น

คุณเคยดูไตรมาสและคิดว่า “ว้าว ฉันขอเล็กกว่านี้หน่อยได้ไหม”

ผู้คนที่Physics Girlได้รวบรวมวิดีโออธิบายกับนักแสดงไฟฟ้าArc Attackเกี่ยวกับวิธีการทำเช่นนั้น พวกเขาลดเหรียญลงโดยใช้สนามแม่เหล็กแรงสูงที่ทำจากกระแสไฟฟ้าสูงมาก

กระบวนการนี้ทำงานโดยการชาร์จตัวเก็บประจุ (โดยทั่วไปคือแบตเตอรี่ขนาดยักษ์) ให้อยู่ที่ประมาณ 8,000 โวลต์ แล้วส่งกระแสไฟฟ้านั้นเป็นกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดที่ล้อมรอบหนึ่งในสี่ สล็อตเว็บตรง แตกง่าย