นักฟิสิกส์นิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกาที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ แทนที่จะให้สมาชิกในทีมทำงานอย่างอิสระ Lawrence รวบรวมเพื่อนนักฟิสิกส์ของเขา กระตุ้นให้พวกเขาทำงานร่วมกันและมีความเชี่ยวชาญ มันเป็นปรัชญาที่ทำให้แล็บสามารถสร้างเครื่องจักรที่ใหญ่ขึ้นและซับซ้อนมากขึ้น ในที่สุดก็นำไปสู่การค้นพบแอนตีโปรตอนและแอนตินิวตรอน ตลอดจนการสร้างองค์ประกอบทางเคมี
ซึ่งไม่มีอยู่
หัวใจของงานของลอว์เรนซ์คือไซโคลตรอน ซึ่งเป็นเครื่องเร่งอนุภาคประเภทหนึ่งที่เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1939 อนุภาคจะเข้าสู่ใจกลางของอุปกรณ์ ก่อนที่จะหมุนเป็นเกลียวด้วยความช่วยเหลือของแม่เหล็กไฟฟ้า ผ่านอิเล็กโทรดครึ่งวงกลมสองขั้ว ด้วยการสลับแรงดันไฟฟ้าข้ามขั้วไฟฟ้า
อนุภาคจะถูกดึงดูดและผลักออกในลักษณะผลักแล้วดึง ซึ่งจะเร่งอนุภาคเหล่านั้นให้เร็วขึ้นจนในที่สุดอนุภาคเหล่านั้นจะออกจากเครื่อง ซึ่งใช้สำหรับการทดลอง วิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ การคิดที่ยิ่งใหญ่ไซโคลตรอนเครื่องแรก มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 10 ซม. และทำจากสิ่งของพื้นฐานในห้องปฏิบัติการ
ในปี พ.ศ. 2475 เขาได้ออกแบบเครื่องขนาด 69 ซม. และในปี พ.ศ. 2482 ทีมวิจัยทั้งหมดของเขาสามารถนั่งบนตัวเครื่องไซโคลตรอนขนาด 152 ซม. ซึ่งจะใช้ในการค้นพบธาตุเนปทูเนียมและพลูโตเนียม หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 เครื่องจักรที่ใหญ่กว่าอย่างซินโครตรอนก็ถูกสร้างขึ้นจากแนวคิด
ไซโคลตรอน ซึ่งอนุภาคจะถูกเร่งด้วยการส่งวงแหวนวงกลมขนาดใหญ่ไปรอบๆในสหรัฐอเมริกา หน่วยงานจัดหาทุนของรัฐบาลกลางมักไม่สร้างโครงสร้างพื้นฐานห้องปฏิบัติการไซโคลตรอนตัวนำยวดยิ่งแห่งชาติในขณะที่วิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ในปัจจุบันอาจสนใจฟิสิกส์ของอนุภาค และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง
การอัปเกรดเป็นฟิสิกส์นิวเคลียร์ก็มีสิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่มากมายเช่นกัน ตัวอย่างเช่น สิ่งอำนวยความ สะดวกที่ได้รับทุนสนับสนุนจากสหภาพยุโรปสำหรับการวิจัยแอนติโปรตอนและไอออน (FAIR) ที่เมืองดาร์มสตัดท์ในเยอรมนี เป็นวงแหวนวิจัยไอออนหนักที่มีเส้นรอบวง 1.1 กม.
ซึ่งจะมีค่าใช้จ่าย
(เมื่อเปิด) € 1.3 พันล้านในการสร้าง การผลักดันขอบเขตของวิทยาศาสตร์ไม่สามารถทำได้ด้วยเชือกผูกรองเท้าอีกต่อไป อันที่จริง สิ่งอำนวยความสะดวกใหม่ๆ มักจะใหญ่และแพงมาก จนห้องปฏิบัติการจำเป็นต้องร่วมมือกับรัฐบาลเกือบตลอดเวลา โดยการเจรจาบางครั้งใช้เวลาหลายทศวรรษก่อน
ที่จะเริ่มการก่อสร้าง ในกรณีของ FRIB นั้นเกิดขึ้นครั้งแรกในทศวรรษที่ 2000 และใช้เวลากว่าทศวรรษในการสร้าง แม้ว่ามหาวิทยาลัยแห่งรัฐมิชิแกนจะมีสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับเร่งความเร็วในไซต์ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1960 เงินทุนมาจากสำนักงานวิทยาศาสตร์ของกระทรวงพลังงานสหรัฐมหาวิทยาลัย
นักเคมีนิวเคลียร์แห่ง กล่าวว่า “ในสหรัฐอเมริกา หน่วยงานจัดหาทุนของรัฐบาลกลางมักไม่สร้างโครงสร้างพื้นฐาน” “พวกเขาชอบสร้างเครื่องมือและให้ทุนกับวิทยาศาสตร์ ดังนั้นมหาวิทยาลัยจึงให้เงินสำหรับโครงสร้างพื้นฐาน และเป็นสิ่งที่ดีมากสำหรับอาคารต่างๆ” ขณะนี้เสร็จสมบูรณ์ประมาณ 95%
ได้รับการกำหนดให้เป็นสถานที่สำหรับผู้ใช้ทางวิทยาศาสตร์ของ DOE-SC ในเดือนกันยายน 2020 โดยมีนักวิทยาศาสตร์มากกว่า 1,400 คนจากทั่วโลกพร้อมที่จะทำการวิจัยที่ไซต์แต่ด้วยราคาที่สูงเช่นนี้ บวกค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่อปีที่ 100 ล้านเหรียญสหรัฐ นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่สร้าง
จึงต้องใช้จ่ายอย่างระมัดระวัง “เราต้องชัดเจนว่าเงินถูกใช้ไปอย่างไร เพื่อแสดงให้เห็นว่าเงินนั้นถูกใช้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ใช่แค่ใช้จ่ายสุรุ่ยสุร่ายในทางใดทางหนึ่ง” มอร์ริสซีย์กล่าว “เราอยู่รอดได้ด้วยการสร้างนวัตกรรมและทำในสิ่งที่คนอื่นทำไม่ได้” และนั่นหมายถึงการยิงลำแสงที่ไม่มีที่ใดในโลก
เร่งรัดความรู้
การก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี 2014 แต่การทดลองยังคงดำเนินต่อไปตลอดเวลาที่เครื่องไซโคลตรอนที่มีอยู่ 2 เครื่องของ NSCL ซึ่งให้ลำแสงไอออนแก่นักฟิสิกส์นิวเคลียร์ด้วยเงินสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ เมื่อฉันเยี่ยมชม FRIB ในปี 2019 ฉันค้นพบเขาวงกตอันกว้างใหญ่และน่าประทับใจ
ของบันไดโลหะและเทคอนกรีต ซึ่งนำไปสู่เครื่องจักรขนาดยักษ์ที่ส่งเสียงพึมพำด้วยพลังเมื่อเปิดให้บริการในช่วงต้นปี 2022 เครื่องจักรรุ่นเก่าทั้งสองจะถูกปลดประจำการ และห้องปฏิบัติการจะเปลี่ยนไปใช้ตัวเร่งความเร็วเชิงเส้นตัวนำยิ่งยวด ซึ่งโมดูลคลื่นความถี่วิทยุที่เร่งความเร็วอนุภาค
จะอยู่ในแนวเส้น แทนที่จะเป็นวงแหวน “ความแตกต่างคือความเข้มของลำแสงที่เพิ่มขึ้น 1,000 เท่า” ผู้จัดการโครงการของ FRIB กล่าว “ขณะนี้เรากำลังใช้พลังงานลำแสงประมาณครึ่งกิโลวัตต์โดยเฉลี่ยที่เป้าหมาย เมื่อเราเรียกใช้ FRIB มันจะอยู่ที่ 400 กิโลวัตต์ตามเป้าหมาย”เครื่องเร่งอนุภาคเชิงเส้น
จะสามารถสร้างลำแสงของไอโซโทปเสถียรที่รู้จักทั้งหมด โดยไอโซโทปนั้นจะต้องถูกแยกออกจากสสารที่ขุดได้ก่อนไม่ว่าจะด้วยน้ำหนักหรือผ่านเคมีก่อนที่จะแยกอิเล็กตรอนออก จากนั้นนักฟิสิกส์สามารถยิงไอออนหลายล้านล้านชนิดชนิดใดก็ได้ต่อวินาทีไปที่เป้าหมายของนิวเคลียสที่หนักกว่า
ท่ามกลางความโกลาหลของอนุภาคที่บินได้ นิวเคลียสสองนิวเคลียสจะชนกันเป็นครั้งคราว หลอมรวมกันเป็นไอโซโทปที่ไม่เสถียร นักฟิสิกส์นิวเคลียร์จะแยกไอโซโทปโดยใช้ “ตัวแยก” ซึ่งเป็นลำดับของแม่เหล็กที่สามารถกำหนดค่าได้เพื่อให้สิ่งอื่นๆ หันเหออกไปให้พ้นทาง ไอโซโทปที่บริสุทธิ์
และไม่เสถียรนั้นสามารถศึกษาและจำแนกลักษณะได้ผ่านสเปกโทรสโกปี เป้าหมาย FRIB นั้นวางอยู่บนล้อคาร์บอนที่จะหมุนรอบ 5,000 รอบต่อนาทีเพื่อป้องกันไม่ให้ลำแสงร้อนจัดจากการเผา จากนั้นลำแสงจะผ่านชุดตัวแยกที่ทันสมัยที่สุดในโลกสี่ชุดเพื่อขจัดผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยาที่ไม่ต้องการ แท้จริงแล้ว ผลรวมของส่วนต่างๆ เหล่านี้ ตัวเร่ง ตัวแยก และเครื่องมือ ที่ทำให้ FRIB โดดเด่นกว่าใคร
แนะนำ 666slotclub / hob66
