O επιταχυντής Tandem


Περισσοτερα

O σκοπός


Η συμπεριφορά ενός στοιχείου αποκαλύπτει πληροφορίες σχετικές με αυτό και αποκαλύπτεται όταν το στοιχείο διαταραχθεί. Η διατάραξη και η μελέτη της αντίδρασης του εν λόγω στοιχείου είναι το σκεπτικό πίσω από τον επιταχυντή σωματιδίων. Στραμμένος προς τον υποατομικό κόσμο, είναι όσο πολύπλοκος όσο τα καλώδια που τον καλύπτουν αλλά έχει έναν απλοϊκό σκοπό: τη σύγκρουση πυρήνων.

Ο επιταχυντής Tandem χρησιμοποιεί ηλεκτροστατικά πεδία για να επιταχύνει σωματίδια, ελέγχοντας την πορεία τους και οδηγώντας τα στους στόχους. Η σύγκρουση πυρήνων μπορεί να αλλάξει το διάνυσμα της κατεύθυνσης των κινούμενων σωματιδίων, να εκπέμψει ενέργεια σε μορφή φωτός και θερμότητας αλλά και να γεννήσει καινούρια σωματίδια(υπάρχει κάποια άλλη μεταβλητή;). Οι μεταβλητές αυτές διαφέρουν απο στοιχείο σε στοιχείο. Συνεπώς, ανιχνεύοντας τις τιμές τους μπορούμε να εξάγουμε συμπεράσματα για τα υλικά που αποτελούν τους στόχους.

Πως;

Ο μηχανισμός


Ιονισμός

Το ταξίδι των σωματιδίων ξεκινάει στην πηγή ιόντων. Εκεί, φορτίζεται ηλεκτρικά υδρογόνο, δημιουργώντας μία δέσμη αρνητικών ιόντων. Η δέσμη περνάει στο σωλήνα επιτάχυνσης, ο οποίος περιέχει απολύτως τίποτα. Το κενό αέρος εμποδίζει την αλλαγή του φορτίου της δέσμης. Αν τα σωματίδια έρθουν σε επαφή με κάποιο υλικό θα χάσουν κάποια από τα ηλεκτρόνια τους.


Επιτάχυνση

Η πρώτη τους στάση είναι η Γεννήτρια Υψηλής Ταχύτητας, η οποία αντιστρέφει το ηλεκτρικό φορτίο της δέσμης και την ωθεί στους σωλήνες μέσω μίας έξυπνης εφαρμογής του νόμου του Κουλόμπ. Στο κέντρο της, βρίσκεται ένα θετικά φορτισμένο ΚΑΤΙ που χωρίζει το σωλήνα επιτάχυνσης σε δύο μέρη, ενώ η υπόλοιπη κάμαρα περιέχει εξαφθοριούχο θείο για εκκένωση. Όταν τα ανιόντα εισέρχονται στο χώρο της Γεννήτριας, έλκονται από το θετικό πεδίο του ΚΑΤΙ. Μέσα στο κάτι, η δέσμη οδηγείται σε ένα λεπτό φύλλο άνθρακα. Το φύλλο αυτό αποσπά κάποια από τα ηλεκτρόνια τον ανιόντων. Έτσι, αντιστρέφεται το φορτίο των μορίων υδρογόνου. 'Οντας κατιόντα πλέον, το ΚΑΤΙ τα απωθεί, αυξάνοντας περαιτέρω την ταχύτητα τους κι οδηγώντας τα έξω από τη Γεννήτρια.

Η διαδικασία αυτή εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ραδιενέργεια, οπότε το δωμάτιο της Γεννήτριας είναι περικυκλωμένο από παχείς τοίχους. Η πόρτα (απο τι ειναι φτιαγμενη?) παραμένει ερμητικά κλειστή κατά τη διάρκεια της λειτουργίας.



Έλεγχος Πορείας

Η αναγκαστική στεγανοποίηση, όμως, έδεσε μία δεύτερη πρόκληση στους μηχανικούς του Tandem: οι ανιχνευτές κι οι στόχοι πρέπει να τοποθετηθούν σε διαφορετικό θάλαμο και η δέσμη πρέπει να κατευθυνθεί προς τα εκεί. Για να ρυθμίσουν την πορεία των κατιόντων υψηλής ενέργειας, εγκατέστησαν μαγνήτες γύρω από το σωλήνα επτάχυνσης σε κρίσιμα σημεία.



Τα σωματίδια καθοδηγούνται προς και συγκρούονται με τους στόχους κι οι ανιχνευτές είναι εκεί για να καταγράψουν το συμβάν. Υπάρχουν πολλοί τρόποι ανάλυσης των δεδομένων, καθώς και πολλές διαφορετικές προσεγγίσεις στην επιλογή μετρήσεων.

Επικοινωνία


Θέλεις να μάθεις περισσότερες λεπτομέρειες για το πώς να συμμετάσχει το σχολείο σου; Μη διστάσεις να επικοινωνήσεις μαζί μας!

Υπεύθυνος Προγράμματος

Τηλέφωνο

e-mail

Dr. Χρήστος Μάρκου

+30 210 6503409

cmarkou@inp.demokritos.gr