Co to jest wiązka cząstek?

Belka cząstek jest wiązką przyspieszonych cząstek, zwykle naładowanych cząstek (jonów).Realne zastosowania wiązki cząstek obejmują akceleratory cząstek (Smashers Atom), w fizyce plazmowej, telewizory rurki katodowej, wyświetlacze komputerowe oraz w terapiach raka.Po krótkiej fali badań nad bronią wiązki cząstek w latach 80. XX wieku, takie badania zostały w większości upuszczone, a lasery i inne ukierunkowane broń energetyczna przyciąga uwagę i dolary badawcze.Naturalnym przykładem wiązki cząstek byłaby błyskawica, w której elektrony wykonują skok z ujemnie naładowanych chmur do neutralnego uziemienia.

Większość rodzajów wiązki cząstek składa się z naładowanych cząstek, takich jak protony lub elektrony, ponieważ naładowane cząstki są łatwe do przyspieszenia wzdłuż.za pomocą magnesów.Większość wiązek cząstek powstaje przez uruchamianie strumienia cząstek przez szereg urządzeń, z których każde nadaje niewielkie szturchanie wiązce, dopóki nie zostanie przyspieszona do znacznej prędkości.W niektórych akceleratorach cząstek prędkość ta może wynosić nawet 99,999% prędkości światła.Belki cząstek złożone z elektronów są zwykle najszybsze, ponieważ cząstki te są ponad tysiące razy lżejsze niż protony, a zatem można je najłatwiej przyspieszyć.

Chociaż terminowa wiązka cząstek ma odczucie science fiction, stwierdzono wiązki cząstekWe wszystkich telewizorach Ray Ray Ray.Nawet wszystkie kable elektryczne można uznać za rodzaj wiązki cząstek elektronów, nawet jeśli ich ścieżka rzadko jest liniowa.W telewizji rurowej Ray Ray belka cząstek wytwarza pistolet elektronowy.Pistolet elektronowy strzela elektronom na ekranie fluorescencyjnym, który oświetla w odpowiedzi na nadchodzące cząstki, wytwarzając obraz.

Jedno innowacyjne zastosowanie wiązek cząstek jest radioterapia, w której wiązka cząstek jest ukierunkowana do zabijania komórek rakowych.Minusem tego podejścia jest uszkodzenie zdrowych komórek i ryzyko ekspozycji na nadmierne promieniowanie.Mechanizm działania jest promieniowanie niszczące DNA złośliwych komórek, powodując, że stają się niezdolne do samodzielnego reprodukcji.Jednym z wyzwań w tego rodzaju radioterapii jest tworzenie guzów o niskiej zawartości tlenu-guzy, które wyrastają z ich dopływu krwi.Guzy o wysokim poziomie tlenu są idealne do radioterapii, ponieważ bombardowanie tkanki natlenionej promieniowaniem uwalnia liczne wolne rodniki, które powodują wtórne uszkodzenie komórek rakowych.

Najsilniejsze wiązki cząstek na świecie są stosowane w największych akcelerach cząstek,takich jak duży hadronowy zderzak (LHC) w pobliżu Genewy w Szwajcarii.Duży zderzacz hadronu leży w obwodzie o tunelu 27 km (17 mil), aż 175 m (570 stóp) pod ziemią.Kosztem około 10 miliardów USD (dolarów amerykańskich) LHC jest jedną z największych i najdroższych maszyn, jakie kiedykolwiek zbudowano.