Hızlandırıcı Teknolojilerinde Devrim

Yazan: -
Parçacık hızlandırıcılar bilim ve teknolojide öncü bir etkiye sahip. Yüksek enerji fiziği deneylerinin ana unsuru olmakla birlikte, malzeme bilimleri ve biyoloji için sonsuz kıymete sahip olan X ışını kaynaklarının ve sinkrotronların da temelidirler. Hızlandırıcı teknolojisinin geliştirilmesinde artık yeni sınırlara dayanılmış durumda.


Geleneksel hızlandırıcılarda elektrik yüklü parçacıklar, RF kavitelerinde üretilen elektrik alana maruz bırakılarak hızlandırılıar. Ancak bu kavitelerde oluşturulan elektrik alan 100 megavolt/metre mertebesiyle kısıtlıdır. Bu kısıtlamadan dolayı, parçacıkları arzu edilen enerjilere çıkarmak için kilometrelerce uzunlukta hızlandırıcılara ve milyarlarca dolar bütçeye gereksinim duyuluyor. 



Geçen on yıl boyunca alternatif hızlandırıcı teknolojileri üzerine çalışmalar yapıldı ve artık meyveleri toplamanın zamanı gelmiş görünüyor. Laser LakeField Acceleration (LWFA) olarak adlandırılan yeni bir yöntemle kısa aralıklarla plazmaya gönderilen yoğun lazer demetleri, metrede birkaç milyar volt  değerlere kadar çıkabilen elektrik alanlar oluşturabiliyor. Sadece birkaç santimetre mesafede plazma içinde 1 GV/m elektrik alanla hızlandırılmış elektronlar elde etmek mümkün oluyor. Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarında fizikçiler 9 cm gibi çok kısa bir mesafede 4.2 GeV enerjili elektronlar üretmeyi başardı. Bu değer şimdiye dek ancak çok geniş sinkrotronların ulaşabileceği bir enerjiydi.
Yeni teknik aslında 35 yıl önce teorik olarak geliştirilmişti. Kisa ve yoğun lazer pulslarının plazmaya (ayrışmış elektron ve iyonlardan oluşan maddeye) gönderilmesiyle plazma içindeki elektronlar iyonlara doğru müthiş bir elektrostatik kuvvete maruz kalıyorlar. Lazer pulsunu takip eden bu elektrik alan, plazma boyunca son derece etkili bir hızlandırıcı alan gradyanı oluşturuyor. Bu plazmaya dışardan gönderilen elektronlar aniden relativistik hızlara ulaşabiliyor.


Bu teknolojinin hayat bulması için 35 yıl beklenmesinin nedeni, gerekli olan lazerin son derece yoğun ve güçlü olması gerektiğinden kaynaklanıyor. Böylece. Lazer teknolojilerindeki ilerlemeler hızlandırıcı fiziğinde devrimsel yeniliklere kapı aralamış oldu.

http://physics.aps.org/articles/v7/125
http://www.redorbit.com/news/science/1113295246/berkeley-lab-particle-accelerator-sets-new-world-record-120914/

Yorumlar

Yorum Gönder

Bu blogdaki popüler yayınlar

Nötronlar Neden Serbest Haldeyken Kararsız ama Çekirdek İçinde Kararlıdırlar?

Yazan: -
Resim
    Parçacık fiziğiyle birazcık ilgilenen herkesin malûmudur ki nötronlar serbest haldeyken (herhangi bir atomun çekirdeğine bağlı değilken) bir kaç dakika içinde Beta bozunumu yaparak protona dönüşürler. Halbuki maddeyi oluşturan kararlı atomların çekirdeğinde nötronlar hep vardır. Aksi halde eğer atom çekirdeğinde nötronlar Beta bozunumuna uğrasa, bildiğimiz anlamda hiçbir element var olamazdı.     Peki nötronların çekirdekte var olmalarını sağlayan mekanizma nedir?      Bu, fizik ilgililerinin en çok merak ettiği ve cevabını aradığı sorulardan biridir. Küçük bir araştırmayla bu soruya verilen klasik bir cevabın varlığına ulaşabilirsiniz. Verilen cevap; nötronun aslında çekirdek içinde kararlı olmadığıdır: Mezon alış-verişi ile sürekli protonların ve nötronların dönüştüğü ve bu sayede çekirdek içindeki protonların elektrik yükünden kaynaklanan elektromanyetik itme kuvvetinin üstesinden gelindiği, böylece protonların çekirdek iç...
Devamı

SİMETRİ

Yazan: -
Resim
İnsanın estetik algısı simetriden çok hoşlanır. Doğada pek çok yerde karşımıza çıkan simetrik objeler, bir şekilde doğanın parçası olan insan zihninde tanıdık bir tat bırakıyor ve simetriyi olması gereken bir tamamlayıcı unsur olarak her kavramda arar hale geliyoruz. Simetrinin ne olduğunu kabaca tanımlamak gerekirse: elimizdeki sistemi belirli dönüşümlere tâbi tuttuktan sonra sistem hâlâ değişmez kalıyorsa, orada bir simetri var demektir. Örneğin bir küreyi ters çevirseniz görünüşünde bir değişiklik olmaz. Bir kareyi merkezi etrafında 90 derece döndürseniz yine aynı şekilde görünür. Ancak kareyi 45 derece döndürsek, köşeler ve kenarlar yer değiştirmiş olur ve bunu "45 derece dönme altında kare şekli simetrik değildir" diyerek ifade deriz. Doğa simetrik nesnelerle doludur. Bilinen en simetrik şey olan küre, her yerdedir. Kristal yapılar (katı hal fiziğinde önemli bir alan işgal eder), pek çok moleküler yapı, bitkiler, hayvan bedenleri, çiçekler, astronomik cisi...
Devamı

Havayı Temizleyen Bitkiler

Yazan: -
Resim
Evlerimiz petrol türevleri, ağır metal içeren cihazlar, boya ve deterjan tarzı kimyasallar gibi zehirli maddelerle dolu. Bu tür toksinler çoğu zaman uçucu özelliğe sahiptirler ve solunum veya temas yoluyla vücudumuza kolaylıkla girerler. Uzun yıllar fark etmesek de vücutta biriken yabancı maddeler yaşam kalitemizi düşürür, bağışıklık sistemimizi zayıflatır ve günü geldiğinde ölümcül hastalıkları tetikleyici etken olurlar. Kimyasallar dünyamızı o kadar işgal etmiş durumda ki, steril bir ortamda yaşamak mümkün değildir. Ancak hepten çaresiz değiliz. Bazı doğal yöntemler kullanarak zararı en aza indirmek mümkün. Doğa harikalarla dolu. Bildiğimiz hemen bütün bitkiler solunumla açığa çıkardığımız karbondioksidi absorbe etmekle kalmaz, o karbondioksidi besine çevirerek en harika geri dönüşüm sistemini hayata geçirirler. Atmosferdeki karbondioksit oranı yüzde bir mertebesindedir. Bu oranın biraz artması, önce bilinç kaybına, ardından yaşamsal faaliyetlerin son bulmasına neden olur. H...
Devamı