När jag såg en dokumentär hörde jag Michio Kaku berätta att när han var ung byggde han en hemgjord partikelaccelerator. Vad jag skulle vilja veta är om jag själv kan göra det? Och hur?
Kommentarer
- Huruvida du kan göra det är en fråga som bara du kan svara på och du kan svara på den genom att försöka bygga en . En webbsökning efter " hemlagad cyklotron " ger många intressanta artiklar, videor och webbplatser. Oavsett om dessa tekniker ligger inom din skicklighet och budget, hur ska vi veta det?
- I allmänhet är allt du behöver en källa till partiklar och ett accelererande fält. Båda finns i ett lysrör eller ett CRT. Med en Van der Graaff-generator kan du skapa ganska höga spänningar – 10 ' s av kV – med vilka du kan påskynda elektroner / göra " blixt ". Men även en BB-pistol är en " -partikel " -accelerator. Du kan behöva vara mer specifik.
Svar
Det är inte så svårt, men det kommer inte kunna generera tillräckligt med höga energiska partiklar.
Det bästa exemplet för en partikelaccelerator är ett CRT (katodstrålerör), som du kan hitta i varje CRT-skärm eller TV. Det kan generera runt $ 40 \ rm \, keV $ elektroner. (LHC genererar $ 3,5 \ rm \, TeV $ protoner, så det är runt hundra miljoner gånger starkare).
Endast en partikelaccelerator räcker inte, om du vill göra experiment med den behöver du också några analys- / mätanordningar. I de nuvarande acceleratorerna är de nästan så komplexa och kostsamma som den viktigaste accelererande enheten.
Det finns också en enhet som kan byggas hemma, det är Farnsworth fusor :
Kanske är det inte en partikelaccelerator i klassisk mening , det skapar tillräckligt starkt fält för att kunna smälta deuteroner (även om det gör detta med fruktansvärd effektivitet, runt $ 10 ^ {- 8} $ ). Du kan se en Farnsworth-fuserskematisk bild nedan:
(källa: fusor.net )
Det finns en hel grupp hemfusorer som kan hittas här .
Svar
Tja, det finns en många olika typer av partikelacceleratorer.
Förutom det redan föreslagna katodstråleröret skulle en annan ganska liten accelerator vara en cyklotron. Den första byggdes av Lawrence och Livingston , ”en enhet med en diameter på cirka 4,5 tum använd en potential på 1800 volt för att påskynda vätejoner upp till energier på 80 000 elektron volt. ” Jag antar att det skulle vara möjligt att få en högspänningskälla och väte, men att bygga en fungerande enhet skulle förmodligen ta lång tid.
Kommentarer
- Och hur kan jag jonisera väteatomer?
- Joniseringsenergin hos kärnvätet är 13,6eV, vilket motsvarar elektromagnetisk strålning med 91 nm våglängd (extrem UV). Så du kan använda en " ljus " källa som avger en våglängd som är mindre än 91 nm och bara rikta den mot väte. Ett annat sätt skulle vara att värma upp det. Det kan dock finnas enklare lösningar, t.ex. genom att använda ett elektriskt fält, men jag ' är inte säker på detta. Intressant fråga, dock.
- En annan idé: Kanske kan du använda en tunn stripperfolie (vanligtvis gjord av kol) och rikta din gas med lite tryck genom den. Således omvandlas negativa joner till positiva i t.ex. en Tandem Van de Graaff accelerator. Jag vet dock inte ' om det fungerar med " långsamma " partiklar från en gasflaska.
Svar
Partikelaccelerator som kan passa på en bordsskiva öppnar nytt kapitel för vetenskaplig forskning
20 juni 2013 – från University of Texas i Austin
The laserplasmaaccelerator har accelererat ungefär en halv miljard elektroner till 2 gigaelektronvolter över ett avstånd på cirka 1 tum. It ”sa Minskning av en faktor på ungefär 10,00 0, och markerar en viktig milstolpe i förväg mot den dag då multi-gigaelectronvolt laserplasma acceleratorer är standardutrustning i forskningslaboratorier runt om i världen.
Kommentarer
- Och detta är relaterat till en hobby ' s hemprojekt hur?
- Vi har nu miljontals transistorer i samma utrymme som upptas av den första transistorn. Att ha pengar finns petawatt kommersiella lasrar till salu.
- 😉 a Slingshot var min första hemlagade partikelaccelerator, fickstorlek (mycket elektroner / protoner / neutroner inte för mycket accelererade).