Каков Пучок частиц?
Пучок частиц - луч ускоренных частиц, обычно заряженные частицы (ионы). Реальные применения пучка частиц включают ускорители частиц ("ускорители ядерных частиц"), в плазменной физике, телевизорах электронно-лучевой трубки, дисплеях компьютеров, и в методах лечения рака. После краткого волнения исследования относительно вооружения пучка частиц в 1980 с такие исследования были главным образом понижены, с лазерами и другим направленным энергетическим оружием, привлекающим внимание и доллары исследования в настоящее время. Естественным примером пучка частиц была бы молния, где электроны делают скачок от отрицательно заряженных облаков до нейтральной земли.
Большинство типов пучка частиц состоят из заряженных частиц, таких как протоны или электроны, потому что заряженные частицы легко ускорить вдоль использования магнитов. Большинство пучков частиц создано, управляя потоком частиц через серию устройств, каждое из которых передает небольшой толчок локтем лучу, пока это не ускорено к значительной скорости. В некоторых ускорителях частиц эта скорость может быть целых 99.999 % скорости света. Пучки частиц, составленные из электронов, имеют тенденцию быть самыми быстрыми, поскольку эти частицы больше чем в тысячу раз легче чем протоны и могут таким образом быть ускорены наиболее легко.
Хотя у термина "пучок частиц" есть научно-фантастическое чувство, пучки частиц найдены во всех телевизорах электронно-лучевой трубки. Даже все электрические нити корда, как могут полагать, содержат своего рода электронный пучок частиц, даже при том, что их путь редко линеен. В телевидении электронно-лучевой трубки пучок частиц произведен электронной пушкой. Электронная пушка нацеливает электроны на флуоресцентное сито, которое освещает в ответ на поступающие частицы, производя картину.
Одно новаторское использование пучков частиц находится в радиационной терапии, где пучок частиц предписан уничтожить раковые клетки. Нижняя сторона этого подхода - повреждение здоровых клеток и риска лишнего радиационного экспонирования. Механизм действия - радиация, повреждающая ДНК злокачественных клеток, заставляя их стать неспособным к самовоспроизводящимся. Одна проблема в этом типе радиационной терапии - формирование низко-кислородных опухолей - опухоли, которые перерастают их кровоснабжение. Опухоли с высокими уровнями кислорода идеальны для радиационной терапии, поскольку бомбардирование насыщенной кислородом ткани с радиацией выпускает многочисленные свободные радикалы, которые вызывают вторичное повреждение к раковым клеткам.
Самые сильные пучки частиц в мире - используемые в самых больших ускорителях частиц, таких как Большой Коллайдер Адрона (LHC) около Женевы, Швейцария. Большой Коллайдер Адрона находится в туннеле 27 км (17 ми) в окружности, целых (570-футовый) метрополитен на 175 м. По стоимости USD за приблизительно $10 миллиардов (Доллары США) LHC - один из самых больших и самых дорогих механизмов, когда-либо построенных.