Τι είναι η δέσμη σωματιδίων;

Μια δέσμη σωματιδίων είναι μια δέσμη επιταχυνόμενων σωματιδίων, συνήθως φορτισμένα σωματίδια (ιόντα).Οι εφαρμογές πραγματικής ζωής μιας δέσμης σωματιδίων περιλαμβάνουν επιταχυντές σωματιδίων (Atom Smashers), στη φυσική του πλάσματος, τις τηλεοράσεις του σωλήνα καθόδου, τις οθόνες υπολογιστών και στις θεραπείες του καρκίνου.Μετά από μια σύντομη αναταραχή της έρευνας για τα όπλα δέσμης σωματιδίων στη δεκαετία του 1980, τέτοιες έρευνες έπεσαν ως επί το πλείστον, με λέιζερ και άλλα κατευθυνόμενα ενεργειακά όπλα που παίρνουν την προσοχή και τα δολάρια έρευνας στις μέρες μας.Ένα φυσικό παράδειγμα μιας δέσμης σωματιδίων θα ήταν αστραπή, όπου τα ηλεκτρόνια κάνουν ένα άλμα από αρνητικά φορτισμένα σύννεφα στο ουδέτερο έδαφος. Οι περισσότεροι τύποι δέσμης σωματιδίων αποτελούνται από φορτισμένα σωματίδια όπως πρωτόνια ή ηλεκτρόνια, επειδή τα φορτισμένα σωματίδια είναι εύκολο να επιταχυνθούνχρησιμοποιώντας μαγνήτες.Οι περισσότερες δέσμες σωματιδίων δημιουργούνται με τη λειτουργία ενός ρεύματος σωματιδίων μέσω μιας σειράς συσκευών, καθένα από τα οποία προσδίδει μια μικρή ώθηση στη δέσμη, μέχρι να επιταχυνθεί σε σημαντική ταχύτητα.Σε ορισμένους επιταχυντές σωματιδίων, αυτή η ταχύτητα μπορεί να φτάσει το 99,999% της ταχύτητας του φωτός.Οι δέσμες σωματιδίων που αποτελούνται από ηλεκτρόνια τείνουν να είναι τα γρηγορότερα, καθώς αυτά τα σωματίδια είναι περισσότερο από χίλια φορές ελαφρύτερα από τα πρωτόνια και έτσι μπορούν να επιταχυνθούν πιο εύκολα.Σε όλες τις τηλεοράσεις του σωλήνα Cathode Ray.Ακόμη και όλα τα ηλεκτρικά καλώδια μπορούν να θεωρηθούν ότι περιέχουν ένα είδος δέσμης σωματιδίων ηλεκτρονίων, παρόλο που η διαδρομή τους είναι σπάνια γραμμική.Σε μια τηλεόραση σωλήνα ακτίνων καθόδου, μια δέσμη σωματιδίων παράγεται από ένα όπλο ηλεκτρονίων.Το πυροβόλο όπλο ηλεκτρονίων πυρπολώνει τα ηλεκτρόνια σε μια φθορίζουσα οθόνη, η οποία ανάβει σε απόκριση των εισερχόμενων σωματιδίων, παράγοντας μια εικόνα.

Μια καινοτόμος χρήση των δοκών σωματιδίων είναι σε ακτινοθεραπεία, όπου μια δέσμη σωματιδίων κατευθύνεται για να σκοτώσει καρκινικά κύτταρα.Το μειονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι η βλάβη στα υγιή κύτταρα και ο κίνδυνος υπερβολικής έκθεσης στην ακτινοβολία.Ο μηχανισμός δράσης είναι η ακτινοβολία που καταστρέφει το DNA κακοήθων κυττάρων, προκαλώντας τους να καταστούν ανίκανοι να αυτο-παραπαθούν.Μια πρόκληση σε αυτόν τον τύπο ακτινοθεραπείας είναι ο σχηματισμός όγκων χαμηλού οξυγόνου-όγκοι που ξεπερνούν την παροχή αίματος τους.Οι όγκοι με υψηλά επίπεδα οξυγόνου είναι ιδανικοί για ακτινοθεραπεία, καθώς ο βομβαρδισμός του οξυγονωμένου ιστού με ακτινοβολία απελευθερώνει πολυάριθμες ελεύθερες ρίζες που προκαλούν δευτερογενή βλάβη στα καρκινικά κύτταρα.όπως ο μεγάλος συνεργάτης Hadron (LHC) κοντά στη Γενεύη της Ελβετίας.Ο μεγάλος επιλαχόντος Hadron βρίσκεται σε περιφέρεια 27 χλμ. (17 μίλια), έως και 175 μ. (570 πόδια) υπόγεια.Με κόστος περίπου 10 δισεκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ (δολάρια ΗΠΑ), το LHC είναι ένα από τα μεγαλύτερα και πιο ακριβά μηχανήματα που χτίστηκαν ποτέ.