مسرع جسيمات: الفرق بين النسختين
| [مراجعة غير مفحوصة] | [مراجعة غير مفحوصة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
وسوم: تحرير من المحمول تعديل ويب محمول استبدال "إسرائيل" بـ "فلسطين" |
ط بوت:الإبلاغ عن رابط معطوب أو مؤرشف V4.2 (تجريبي) |
||
سطر 1:
[[ملف:Henry Kaplan MD nci-vol-1910-300.jpg|تصغير|الأجزاء الداخلية من مسرع جسيمات أنشئ من أجل محاولة [[علاج]] [[سرطان|السرطان]] في خمسينيات القرن العشرين]]
'''مسرع الجسيم''' أو '''مسارع الجسيمات''' هو جهاز يستخدم [[
يوجد نوعان من مسرعات السرعة: [[مسرع خطي|المسرعات الخطية]] أو المستقيمة و [[مسرع دوراني تزامني|المسرعات الدائرية]]. ويشار إلى المسرعات المستخدمة كمصادمات للجسيمات ب'''محطمات الذرة'''{{يم}}<ref>{{استشهاد بخبر|
[[ملف:2mv accelerator-MJC01.jpg|thumb|مسرع خطي من نوع فان دي جراف لتسريع الإلكترونات حتى طاقة 2 [[إلكترون فولت|ميجا إلكترون فولت]] أثناء عمليات الصيانة. عند تشغيله فلا بد من إخلاء المكان من العاملين حتى لا يصابوا بالإشعاع.]]
مثال على المصادمات يوجد بمدينة [[جنيف|جينيف]] قامت ببنائه حديثاً [[سيرن|المنظمة الأوروبية للبحث النووي]] وهو [[مصادم الهدرونات الكبير]].
==الاستخدام==
[[ملف:Particle accelerator DSC09089.JPG|تصغير|تقود خطوط الحزمة من مسرع فان ديجراف إلى مختبرات متعددة في المدينة الجامعية جيسي كامبوس في [[باريس]]]]
[[ملف:Cockcroft–Walton generator.jpg|تصغير|مسرع جسيمات بدائي وهو المسؤول عن مضاعفة الجهد الفولتي. وتلك القطعة من المسرع ساهمت في تطوير [[سلاح نووي|القنبلة الذرية]]. بنتها [[فيليبس]] سنة 1937 في [[آيندهوفن]] وهو موجود حالياً في [[متحف العلوم الوطني (لندن)|متحف العلوم الوطني]] في [[لندن]].]]
[[ملف:Weizmann Institute particle accelerator.jpg|تصغير| مسرع جسيمات مهجور في [[معهد وايزمان للعلوم]] في [[رحوفوت]] [[
يستفاد من حزم الجسيمات عالية الطاقة في كلاً من بحوث العلوم الأساسية والتطبيقية. ويقوم العلماء بإجراء التفاعلات بين الجسيمات في أعلى مستويات الطاقة الممكنة وذلك بغرض أكتشاف [[جسيم أولي|جسيمات أولية]] جديدة ، وفهم بنية المادة و [[الكون]] والزمن . وتجرى التفاعلات عن طريق اصطدام جسيمات معروفة مثل [[إلكترون|الإلكترونات]] أو [[بروتون|البروتونات]] عند طاقة حركية للجسيمات تقدر بعدة مئات [[إلكترون فولت|الميجا إلكترون فولت]] [[إلكترون فولت]] ، كما وصل [[مصادم الهدرونات الكبير]] إلى إجراء تصادم البروتونات عند طاقة قدرها 7 [[إلكترون فولت|تيرا إلكترون فولت]] ، أي أعلى 7000 مرة عن 1 جيجا إلكترون فولت.
ويحتاج الفيزيائيون إلى تسريع [[بروتون|البروتونات]] إلى سرع عظيمة لأسباب منها : أولاً : للتغلب على التنافر الذي يحدث بين بروتونين شحنتهما موجبة ، ثانياً :لأن زيادة طاقة البروتونين المتصادمين يمكن بها تخليق جسيمات كتلتها أكبر من [[كتلة]] البروتون ، إذ يتحول جزء من طاقة البروتونين عند التصادم إلى مادة (طبقا لتكافؤ المادة والطاقة الذي اكتشفه [[ألبرت أينشتاين|أينشتاين]]) . أي أن البروتونين الناتجين عن التفاعل سيكون لهما وزناً أكبر مما كان قبل التصادم !. وثالثاً : كلما زادت طاقة البروتونات عند التصادم كلما زاد احتمال تكسر البروتون وانطلاق مكوناته التي هي أنواع من [[كوارك|الكواركات]] . حتى أن [[مكشاف مصادم فيرميلاب]] يقوم بتسريع البروتونات في دائرة وتسريع [[
والتفاعلات و [[تآثر|التآثر]] بين أبسط أشكال الجسيمات هي: [[لبتون (توضيح)|اللبتونات]] (مثل [[إلكترون|إلكترونات]] و[[بوزيترون]]ات و[[كوارك|كواركات]] المادة، أو [[فوتون]]ات و[[غلوون|الغلوونات]] في [[نظرية الحقل الكمومي|نظرية المجال الكمي]]). وبما أنه لايمكن الحصول على كواركات معزولة بسبب حجز اللون {{إنج|color confinement}}{{يم}}<!--[[color confinement]]-->، لذا فإن أبسط التجارب المتاحة تنطوي على أولا: تفاعلات اللبتونات مع بعضها البعض، ثم ثانيا: اللبتونات مع [[
إضافة إلى كونه ذو أهمية أساسية، فقد تتحد الإلكترونات ذات الطاقة العالية إلى حزم فوتونات متماسكة عالية الطاقة وساطعة بالكامل ـ فوق بنفسجية وأشعة سينيةـ خلال [[إشعاع سنكروتروني]]، فالفوتونات لها استخدامات عديدة في دراسة تكوين الذرة وفي الكيمياء وفيزياء المواد المكثفة، وعلوم الأحياء، والتكنولوجيا. ومن الأمثلة المضافة في منشأة السنكترون الأوروبية (ESRF) والتي استخدمت في الآونة الأخيرة لاستخراج صور مفصلة ثلاثية الأبعاد عن الحشرات المحاصرة داخل [[كهرمان|الكهرمان]]<ref>{{مرجع ويب|
===مسرعات طاقة منخفضة===
المثال اليومي لمسرعات الجسيمات هو [[أنبوب الأشعة المهبطية]] الموجودة بأجهزة [[تلفاز|التلفزيون]] وأيضا مولدات [[أشعة سينية|الأشعة السينية]]. وتلك المسرعات ذات الطاقة المنخفضة تستخدم في العادة زوجا واحدا من [[قطب كهربائي|الأقطاب الكهربية]] مع جهد [[تيار مستمر]] من عدة آلاف [[فولت]] بينهما. وفي مولدات الأشعة السينية، يكون الهدف الذي تصتدم به [[إلكترون|الإلكترونات]] المسرعة هو نفسه أحد الأقطاب.
ويسمى أحد المسرعات ذات الطاقة المنخفضة زارع الأيون ion implanter ، وهو يـُستخدم في صناعة [[دارة متكاملة|الدارات المتكاملة]] .
===مسرعات طاقة عالية===
أنواع المسرعات ذات الجهد المستمر DC القادرة على تسريع الجسيمات المشحونة إلى سرعة كافية يبدأ عندها [[تفاعل نووي|التفاعل النووي]] هي مولدات كوكروفت-والتون أو مضاعفات الجهد الفولتي والتي تحول [[تيار متردد|التيار المتردد]] إلى تيار مستمر عالي الفولتية، أو مولدات فان دي جراف التي تستخدم كهرباء ساكنة ، تقوم أحزمة مطاطية بتكوينها وتراكمها حتى طاقة 2 مليون [[فولت]] مثلا.
وتستخدم أضخم وأقوى مسرعات الجسيمات مثل [[مصادم ايونات ثقيلة بسرعات النسبية]] RHIC و [[مصادم الهدرونات الكبير|مصادم الهادرونات الكبير]] (LHC) التابع [[
{{مرجع ويب
|مؤلف=
|
|
|
|
|تاريخ الوصول=2009-02-10
| مسار
{{مرجع ويب
|مؤلف=
|
|
|
|
|تاريخ الوصول=2009-07-21
| مسار
وكذلك [[تيفاترون]] في تجارب [[فيزياء الجسيمات]].
وتنتج تلك المسرعات أيضا فيضا من البروتونات السريعة ، تقترب سرعتها من [[سرعة الضوء]] مثل [[مصادم الهدرونات الكبير]]. وينتج بعضها الآخر [[عنصر كيميائي|عناصر]] غنية بالبروتونات بغرض استخدامها في [[طب|الطب]] وهي تختلف عن العناصر الغنية [[نيوترون|بالنيوترونات]] والتي يمكن إنتاجها في [[مفاعل نووي|المفاعلات النووية]] ، وقد بينت بعض الاكتشافات الجديدة طريقة لإنتاج [[
<ref>{{cite journal | journal=Journal of the Physical Society of Japan | volume=78 | الصفحات=033201 | السنة=2009 | المؤلف=Nagai, Yasuki; Hatsukawa, Yuichi| العنوان= Production of 99Mo for Nuclear Medicine by 100Mo(n,2n)99Mo | doi =
10.1143/JPSJ.78.033201 | المسار=http://jpsj.ipap.jp/link?JPSJ/78/033201/}}</ref>
إلا أن تلك الطريقة الجديدة تستلزم أيضا أنتاج النظير الثقيل للهيدروجين [[تريتيوم]]
في مفاعل نووي. ويوجد مثال لهذا المسرع المسمى
LANSCE في مختبر لوس ألاموس الوطني في [[لوس ألاموس (نيومكسيكو)|لوس ألاموس، نيومكسيكو]]
Los Alamos Laboratory ب [[الولايات المتحدة|الولايات المتحدة الأمريكية]].
== مسرعات السرعة الخطية ==
سطر 65:
أكبر مسرع دائري حاليا هو [[مصادم الهدرونات الكبير]] الموجود على حدود [[فرنسا]] و [[سويسرا]] و يبلغ محيطه 27 [[كيلومتر]] وهو مبني بكامله تحت [[الأرض]] على عمق متوسط يبلغ 100 متر. وقد بدأ العمل فعليا عام 2010 والفيزيائيون شغوفون بما سيحصلون منه من نتائج علمية جديدة قد تغير من فهمنا الحالي لطبيعة الكون .
* يرتبط بناء الكون ، نشأته ومصيره ارتباطا أساسيا [[جسيم أولي|بالجسيمات الأولية]] وخواصها المكونة للكون ، فالجسيمات الأولية هي اللبنات الأولية التي تكوّن الكون ، فمنها تتكون أخف الذرات وهو [[هيدروجين|الهيدروجين]] ومنها تتكون جميع العناصر الموجودة في الكون ، ومنها [[كربون|الكربون]] و [[نيتروجين|النيتروجين]] و [[أكسجين|الأكسجين]] و [[هيدروجين|الهيدروجين]] وهي العناصر التي تكون المادة الحية ، والكائنات الحية ومنها الإنسان.
* لهذا يهتم الفيزيائيون والحكومات ببناء تلك المصادمات الضخمة ، وما تتكلفه من كلفة باهظة (تكلف [[مصادم الهدرونات الكبير]] حتى الآن نحو 3 مليار يورو) ، بغرض معرفة بناء الكون ، وموقع [[إنسان|الإنسان]] فيه.
==أنواع من المسرعات==
* [[مسرع دوراني|سيكلوترون]]
* [[مسرع خطي]]
* [[مسرع دوراني تزامني]]
سطر 88:
*[[تيفاترون]]
*[[مكشاف مصادم فيرميلاب]]
*[[مغناطيس رباعي الأقطاب|مغناطيس رباعي الاقطاب]]
*[[خط الأشعة]]
| |||