Oglądając film dokumentalny, słyszałem, jak Michio Kaku mówił, że kiedy był młody, zbudował własny akcelerator cząstek. Chciałbym wiedzieć, czy sam mogę to zrobić? A jak?
Komentarze
- Pytanie, czy możesz to zrobić, to pytanie, na które tylko Ty możesz odpowiedzieć, i możesz odpowiedzieć, próbując je zbudować . Wyszukiwanie w sieci " domowej roboty cyklotronu " daje wiele interesujących artykułów, filmów i witryn. Niezależnie od tego, czy te techniki mieszczą się w ramach Twojego poziomu umiejętności i budżetu, skąd mamy wiedzieć?
- W ogólnym sensie wszystko, czego potrzebujesz, to źródło cząstek i przyspieszające pole. Obie istnieją w świetlówkach lub kineskopach. Za pomocą generatora Van der Graaffa można wytwarzać dość wysokie napięcia – 10 ' s kV – za pomocą których można przyspieszyć elektrony / wywołać " błyskawice ". Ale nawet pistolet BB jest akceleratorem " cząstek ". Być może trzeba będzie podać bardziej szczegółowe informacje.
Odpowiedź
To nie jest takie trudne, ale nie udało się być w stanie wygenerować wystarczająco dużo cząstek o wysokiej energii.
Najlepszym przykładem akceleratora cząstek jest CRT (lampa elektronopromieniowa), którą można znaleźć w każdym monitorze CRT lub telewizorze. Może generować około 40 $ \ rm \, keV $ elektronów. (LHC generuje 3,5 $ \ rm \, TeV $ protonów, więc jest w pobliżu sto milionów razy silniejszy).
Tylko akcelerator cząstek to za mało, jeśli chcesz z nim eksperymentować, potrzebujesz także urządzeń analityczno-pomiarowych. W obecnych akceleratorach są one prawie tak złożone i kosztowne jak główne urządzenie przyspieszające.
Istnieje również urządzenie, które można zbudować w domu, jest to Farnsworth fusor :
Może nie jest to akcelerator cząstek w klasycznym sensie , tworzy wystarczająco silne pole, aby móc stopić deuterony (chociaż robi to ze straszną wydajnością, około 10 $ ^ {- 8} $ ). Poniżej możesz zobaczyć schemat utrwalacza Farnswortha:
(źródło: fusor.net )
Istnieje cała społeczność domowych fusorów, które można znaleźć tutaj .
Odpowiedź
Cóż, jest wiele różnych typów akceleratorów cząstek.
Oprócz sugerowanej już lampy elektronopromieniowej, innym raczej małym akceleratorem byłby cyklotron. Pierwsza została zbudowana przez Lawrence i Livingston , „urządzenie o średnicy około 4,5 cala wykorzystywało potencjał 1800 woltów do przyspieszania jonów wodoru do energii 80 000 elektronów woltów ”. Myślę, że byłoby możliwe uzyskanie źródła zasilania wysokiego napięcia i wodoru, ale tak naprawdę zbudowanie działającego urządzenia prawdopodobnie zajęłoby dużo czasu.
Komentarze
- A jak mogę jonizować atomy wodoru?
- Energia jonizacji atomowego wodoru wynosi 13,6eV, co odpowiada promieniowaniu elektromagnetycznemu o długości fali 91 nm (ekstremalne UV). Możesz więc użyć źródła " lekkiego " emitującego długość fali mniejszej niż 91 nm i po prostu skierować je na wodór. Innym sposobem byłoby podgrzanie. Mogą być jednak łatwiejsze rozwiązania, np. stosując pole elektryczne, ale ' nie jestem tego pewien. Ciekawe pytanie.
- Inny pomysł: może mógłbyś użyć cienkiej folii do usuwania (zwykle wykonanej z węgla) i skierować przez nią gaz pod pewnym ciśnieniem. W ten sposób jony ujemne zamieniane są w dodatnie np. akcelerator Tandem Van de Graaff. Jednak nie ' nie wiem, czy zadziała z " wolnymi " cząstkami z butla z gazem.
Odpowiedz
Akcelerator cząstek, który może zmieścić się na stole, otwiera nowy rozdział badań naukowych
20 czerwca 2013 r. – źródło: University of Texas w Austin
laserowy akcelerator plazmy przyspieszył około pół miliarda elektronów do 2 gigaelektronowoltów na odległość około 1 cala. To „sa zmniejszenie o współczynnik około 10,00 0 i stanowi ważny krok naprzód w kierunku dnia, w którym plazma laserowa wielogigaelektronowoltowa akceleratory to standardowe wyposażenie laboratoriów badawczych na całym świecie.
Komentarze
- A to jest związane z hobbystą ' domowy projekt w jaki sposób?
- Mamy teraz miliony tranzystorów w tej samej przestrzeni zajmowanej przez pierwszy tranzystor. Mając pieniądze, można kupić komercyjne lasery petawatowe.
- 😉 a Proca był moim pierwszym domowym akceleratorem cząstek, kieszonkowym (dużo elektrony / protony / neutrony nie są zbytnio przyspieszane).