20:32 2023-05-30
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cum poate ajuta neutronul umil la rezolvarea unora dintre cele mai profunde mistere ale universului
_ Cum neutronul umil poate ajuta la rezolvarea unora dintre cele mai profunde mistere ale universului
Oamenii de știință dezlănțuiesc puterea neutronilor pentru a îmbunătăți înțelegerea materialelor de zi cu zi și pentru a aborda întrebări fundamentale din fizică.
În afară de flashback-urile pe care le-a evocat serialul de succes Netflix „Breaking Bad”, cei mai mulți dintre noi probabil că am uitat fericiți ceea ce am învățat la cursurile de chimie din timpul școlii.
Așa că iată o scurtă redacție: chimia se uită la elementele de bază ale lumii noastre fizice, cum ar fi atomii, și la schimbările pe care le suferă. Un atom este format dintr-un nucleu de protoni și neutroni înconjurat de un nor de electroni.
Acum, pentru ceva ce chimia de liceu poate nu ne-a învățat: neutronul umil, găsit în nucleul fiecărui atom, cu excepția hidrogenului, poate, dacă este manipulat în mod corect, să arunce lumină asupra tuturor, de la criza climatică și energie, la sănătate și calculul cuantic.
Un astfel de mod este un proces destul de spectaculos cunoscut sub numele de spalație, particule de înaltă energie. destabiliza nucleul unui atom, care, la rândul său, eliberează o parte din neutronii găsiți acolo.
Când sunt valorificați, acești neutroni nou eliberați pot fi folosiți ca razele X pentru a mapa structura interioară a materialelor.
p>În prezent, în construcție în Lund, Suedia, Sursa Europeană de Spalație (ESS) este de așteptat să vină online în 2027. Odată ce își atinge specificațiile complete, fluxul și intervalul spectral fără precedent este setat să o facă cea mai puternică și versatilă sursă de neutroni. pentru știința din lume.
Scopul instalației, a spus Jimmy Binderup Andersen, șeful inovației și industriei la ESS, „este acela de a crea neutroni, un fascicul de neutroni, care să fie utilizați în scopuri științifice. „
Odată ce instalația va fi pusă în funcțiune, oamenii de știință din întreaga Europă și din restul lumii vor putea să-și folosească cele 15 linii de lumină diferite pentru a efectua cercetări fundamentale.
Conform lui Andersen , un fascicul de neutroni „nu este același cu o rază X, dar este complementar și folosește unele dintre aceleași legi fizice.”
La fel ca razele X, neutronii pot fi utilizați pentru a sonda materiale și substanțe biologice. sisteme. Dar ele interacționează cu materialele în moduri diferite față de fotonii din fasciculele de raze X de înaltă energie și, prin urmare, oferă diferite tipuri de informații despre țintele lor.
De exemplu, fasciculele de neutroni pot spune ceva despre dinamica interioară. a bateriilor litiu-ion, dezvăluie detalii ascunse din artefacte antice sau clarifică mecanismele rezistenței la antibiotice în bacterii. Ele pot fi, de asemenea, folosite pentru a explora fizica fundamentală. Pare aproape un caz de „ce nu pot face?”
Ca parte a proiectului BrightnESS-2 coordonat parțial de Andersen, tehnologiile dezvoltate pentru ESS au fost împărtășite cu industria din Europa, pentru a beneficia societatea în general. De exemplu, unele dintre sistemele de energie dezvoltate pentru liniile de lumină ESS ar putea fi utile pentru tehnologiile de energie regenerabilă, cum ar fi turbinele eoliene.
Recent, ESS a fost contactat de un producător european de semiconductori interesat de câmpurile de radiații neutroni. sursa poate genera. Lumea în care trăim este bombardată în mod constant cu neutroni, produși atunci când particulele de înaltă energie din spațiul cosmic, cum ar fi razele cosmice de la soare, se ciocnesc de atmosfera Pământului. În timp, această expunere poate deteriora componentele electrice.
SSE poate imita acest bombardament cu neutroni, dar la o scară de timp mult mai rapidă, permițându-i să fie utilizat pentru a testa durabilitatea componentelor electrice critice, cum ar fi cele utilizat în avioane, turbine eoliene și nave spațiale.
Acum ESS face echipă cu alte institute de cercetare și companii pentru a găsi o posibilă utilizare viitoare a unei instalații precum ESS pentru a răspunde unor astfel de nevoi specifice ale industriei.
Deși ESS este încă în construcție, oamenii de știință lucrează deja la o modernizare a instalației.
La deschiderea ESS va avea un moderator, dar proiectul HighNESS dezvoltă un al doilea sistem de moderator. Moderatorii vor încetini neutronii generați în timpul procesului de spalare, la un nivel de energie pe care instrumentele științifice îl pot folosi.
„Energia neutronilor contează cu adevărat într-o instalație de neutroni, deoarece, în funcție de energia neutronilor, poate face diferite tipuri de fizică”, a spus Valentina Santoro, coordonatorul proiectului HighNESS.
În timp ce primul moderator va oferi luminozitate ridicată, care este un fascicul foarte concentrat de neutroni, sursa fiind dezvoltată de către Proiectul HighNESS va oferi o intensitate mare, cu alte cuvinte, un număr mare de neutroni.
Cei doi moderatori vor permite oamenilor de știință să exploreze diferite aspecte ale dinamicii și structurii materialelor, cum ar fi polimerii, biomoleculele, metalele lichide. și baterii.
Al doilea moderator va permite, de asemenea, explorări ale fizicii fundamentale pentru a încerca să vadă un neutron devenind un antineutron pentru prima dată.
„Acest lucru este foarte interesant, pentru că observați un fenomen în care materia devine antimaterie”, a spus Santoro, care este un fizician al particulelor din cadrul ESS. „Dacă observi așa ceva, poți înțelege unul dintre cele mai mari mistere nerezolvate: de ce există mai multă materie decât antimaterie în univers.”
Acest experiment poate fi făcut doar la ESS, a spus Santoro, deoarece necesită un număr mare de neutroni, iar ESS va avea cel mai mare număr din lume.
„Ai nevoie doar de un neutron care devine antineutron și asta este, ai găsit acest proces în care materia devine antimaterie”, a spus Santoro.
Comentarii:
Adauga Comentariu