ساخت آهن ربایی قدرتمند برای برخورد دهنده اف سی سی
به گزارش با فناوری فیزیكدانان ˮآزمایشگاه فرمیˮ(Fermilab ) آمریكا به تازگی یك آهنربا قدرتمند تولید كرده اند كه می تواند در نسل بعدی شتاب دهنده ذرات مورد استفاده قرار گیرد.
به گزارش با فناوری به نقل از ایسنا و به نقل از گیزمودو، بزرگترین شتاب دهنده ذرات امروزی "برخورددهنده هادرونی بزرگ" در ژنو سوییس است كه حلقه ای از آهنربا به طول ۲۶.۷ كیلومتر(۱۶.۶ مایل) در اطراف آن است. اما برنامه هایی برای "برخورددهنده اف سی سی"(Future Circular Collider) وجود دارد كه شامل توسعه یك آهنربا ۱۰۰ كیلومتری(۶۲ مایل) با ۱۰ برابر انرژی برخورد دهنده هادرونی بزرگ در اطراف است. البته برخورد كننده بزرگتر به آهنرباهای بزرگتر احتیاج دارد.
برخورددهنده اف. سی. سی یك بررسی مفهومی است كه با هدف ایجاد و توسعهٔ طرح هایی برای یك شتاب دهندهٔ ذرات بعد از برخورددهنده هادرونی بزرگ(LHC) با ظرفیت انرژی تا مقدار قابل توجهی بالاتر از محدودیت های برخورددهنده های دایره ای قبلی بزرگترین شتاب دهنده پروتون(SPS)، تواترون، برخورددهندهٔ هادرونی بزرگ(LHC) است. بررسی برخورددهندهٔ اف سی سی به برآورد قابلیت های مختلف سناریوهای ذرات مختلف با هدف افزایش قابل توجه انرژی و تابندگی، در مقایسه با برخورددهنده های موجود می پردازد.
"الكساندر زلوبین"(Alexander Zlobin) دانشمند آزمایشگاه فرمی در گفتگو با گیزمودو اظهار داشت: در دسته آهنرباهای شتاب دهنده ابررسانا، ما به حد مجاز این نوع فناوری نزدیك هستیم اما ما حالا به فكر چگونگی شكستن این حد با استفاده از ایده های جدید هستیم.
شتاب دهنده ذرات با تسریع پروتون ها یا كل هسته های اتمی نزدیك به سرعت نور، كوچكترین واحدهای ماده مانند كوارك ها و بوزون ها را تولید و تشخیص می دهند. از راه معادله معروف E = mc۲، ذرات جدید می توانند از انرژی برخورد، با آشكارسازهای پیشرفته فناوری كه نقطه برخورد را احاطه می كنند، ظاهر شوند. جستجوی ذرات با جرم بالاتر به شتاب دهنده های بزرگتر و آهنرباهای دارای میدان های قوی تر نیاز دارند.
آهن رباهای ابررسانا بر مبنای یك اصل اساسی فیزیك بنا شده اند. یك سیم پیچ با جریان الكتریكی كه از آن عبور می كند، یك میدان مغناطیسی مربوطه را تولید می كند كه از مركز سیم پیچ پایین می آید. ابررساناها موادی هستند كه جریان ها بدون مقاومت می توانند از راه آن عبور كنند و ازاین رو می توانند جریان های متراكم تری تولید كرده و آهنرباهای قوی تری ایجاد كنند.
آهن رباهای ابررسانای بزرگ برخورد دهنده هاردونی بزرگ دارای قدرت ۸.۳ تسلا است كه قدرت آن مشابه یك دستگاه ام.آر.آی با انرژی بالا است. سرانجام، دانشمندان امیدوارند كه یك آهنربای شتاب دهنده با قدرت ۱۶ تسلا برای برخورددهنده اف سی سی تولید كنند. این كار در دمای عملیاتی ۴.۵ درجه بالای صفر مطلق انجام می شود.
برخورددهنده هادرونی بزرگ(Large Hadron Collider) یا به صورت مختصر ال اچ سی(LHC) یك شتاب دهنده ذره ای و برخورددهنده مستقر در سازمان تحقیقاتی سرن در نزدیكی ژنو سوئیس است. این پروژه در ۱۰ سپتامبر ۲۰۰۸ میلادی (۲۰ شهریور ۱۳۸۷ هجری شمسی) بعد از ۲۰ سال آماده سازی، شروع به كار كرد. از اهداف مهم این پروژه، كشف ذره بنیادی هیگز است كه فیزیك دانان ذرات بنیادی وجود آنرا پیش گویی كرده اند. ذره هیگز یا بوزون هیگز، دخیل در ایجاد جرم در ذرات بنیادی است. در این آزمایشگاه، پروتونها، در یك تونل حدود ۲۷ كیلومتری شتاب گرفته و به اندازه ۱۴ تریلیون الكترون ولت انرژی می گیرند و با هم برخورد می كنند تا این برخورد، ردی از بوزون هیگز را نشان دهد.
"آمالیا بالارینو" (Amalia Ballarino) مدیر یكی از بخش های "سازمان اروپایی پژوهش های هسته ای" یا "سرن" اظهار داشت: نمایش میدان تی ۱۴ در یك آهنربا شتاب دهنده دو قطبی و امكان دستیابی به چگالی جریان مورد هدف در سیم های R&D نقاط عطفی در تاریخ رسانای Nb۳Sn و یك دستاورد اطمینان بخش برای برنامه توسعه آهنربای در آینده است.
"مایكل بندیكت"(Michael Benedikt)، فیزیكدان سرن كه رهبر این مطالعه هم است اظهار نمود: توسعه تكنولوژی جدید برخورد دهنده منجر به مزایایی فراتر از فیزیك می شود كه امیدوارم در مورد برخورد دهنده اف سی سی هم اتفاق بیفتد. برای مثال می توان از آهنرباهای قوی تر برای افزایش وضوح تصویربرداری پزشكی مبتنی بر آهنربا استفاده نمود. این تیم هنوز به هدف خود كه ساخت آهنربایی با قدرت ۱۶ تسلا است نرسیده اما در آخرین آزمایشات موفق به توسعه آهنربایی با قدرت ۱۴.۱ تسلا شده است كه این مورد نشان دهنده این است كه می توانند در آینده به قدرت ۱۶ تسلا هم دست یابند.
منبع: با فناوری
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب