В американском Университете штата Мичиган запустили и испытывают супермощный ускоритель заряженных частиц, который должен обнаружить новые, ранее не известные элементы.
В середине прошлого года в Университете штата Мичиган завершилось строительство уникального в своем роде устройства – линейного ускорителя частиц, возведение которого велось последние 15 лет.
В результате, на площадке кампуса Мичиганского государственного университета появился новый корпус, на территории которого был размещен сам ускоритель, вспомогательное оборудование, лабораторные и исследовательские корпуса. Ускоритель получил название FRIB, что означает установка для получения пучков редких изотопов. Строительство ускорителя обошлось в 765 миллионов долларов США.
Мичиганский линейный ускоритель заряженных частиц FRIB представляет из себя трехсегментную трубу, уложенную в форме канцелярской скрепки длиной 517 метров. Внутри трубы вакуумная камера охлажденная до 1,9 К. Вся поверхность трубы обложена кольцевыми магнитами, включение которых позволяет управлять движением ионов внутри камеры.
Мощность этого ускорителя заряженных частиц такова, что ускоритель способен разогнать любую частицу до половины скорости света. Для создания изотопов на этом ускорителе заряженные и ускоренные частицы отправляют в мишень, после столкновения с которой ядра изотопов разрываются, высвобождая новые редкие, а возможно еще не открытые изотопы.
Для обнаружения изотопов используют два устройства – это сепаратор, который отделяет изотопы друг от друга и детектор, который обнаруживает изотопы и определяет их свойства.
На сегодняшний день ученым известно 250 изотопов различных химических элементов. Теоретические модели предсказывают существование около 7000 изотопов, примерно половина из них являются редкими, существование которых длится доли секунд.
Запущенный в США Мичиганский линейный ускоритель заряженных частиц сможет обнаружить не менее 85% всех возможных изотопов, в том числе тех, которые появляются в результате взрывов сверх новых звезд, несмотря даже на очень маленькую вероятность появления таких изотопов.
Для повышения вероятности получения редких изотопов ученые производят множество столкновений в процессе одного эксперимента. К примеру, во время первого экспериментального включения на четверти максимальной мощности ученые ускоряли пучок ядер Кальция-48, которые сталкивались с бериллиевой мишенью. В результате этого эксперимента детекторы ускорителя обнаружили сразу 40 различных изотопов, некоторые из них очень редкие.
Повторный эксперимент с пучком ядер Селена-82 позволил, после столкновения с мишенью, получить редкие изотопы скандия, кальция и калия, некоторые из которых могут существовать только в ядрах нейтронных звезд.
Американские ученые готовятся к запуску ускорителя заряженных частиц на 100% мощности, чтобы получить много новых изотопов, которые смогут изменить будущее человечества Земли.
Интересно, а в России создают ускорители или только то, что осталось от СССР?
Интереснейший сюжет о том как создавали ускоритель в Мичигане смотрите тут
Пожалуйста подпишитесь на мой канал и поставьте 👍 Я буду знать, что вам интересны новости науки и техники со всего света! Не забудьте поделиться публикацией в соц. сетях 📢 Это будет лучшей наградой для меня! Спасибо!
