Tip:
Highlight text to annotate it
X
אחד מכלי המחקר המדעיים הגדולים ביותר שהאדם יצר
נקרא מרסק אטומים.
ואני מתכוון לגדול מילולית.
הגדול ביותר שאי פעם נבנה,
מאיץ ההדרונים הגדול, או LHC,
הוא טבעת עם קוטר של בערך 29 קילומטר.
זה יותר מכל האורך של מנהטן.
אז מה הוא מרסק אטומים?
זה מכשיר שמרסק גרעיני אטומים יחד
באנרגיות עצומות.
החזק ביותר שמדענים אי פעם בנו
יכול לחמם חומר לטמפרטורה הכי גבוהה שאי פעם הגיעו אליה,
טמפרטורות שנראו לאחרונה בטריליונית שנייה
אחרי תחילת היקום.
המאיצים שלנו מלאים בסופרלטיבים הנדסיים.
אזור ההכלה של הקרן של הLHC הוא ואקום
עם לחץ נמוך יותר ממה שמקיף
את תחנת החלל הבין לאומית,
ונמצא ב 253.5 מעלות צלזיוס מתחת לאפס,
קר יותר מהטמפרטורות בחלל העמוק.
מאיץ קודם ששכן במנהרה של ה LHC
מחזיק בשיא של המהירות,
האצה של אלקטרון למהירות כה גבוהה
שאם היה מתחרה בפוטון של אור,
זה היה לוקח בערך 14 דקות לפוטון
להגיע לפער של 3 מטר.
אם זה לא מרשים אתכם,
זיכרו שהפוטון הוא הדבר המהיר ביותר ביקום,
הוא נע במהירות של בערך 300,000 קילומטרים בשניה.
אז איך מאיצי החלקיקים התת אטומיים האלה עובדים?
ובכן, הם משתמשים בשדות חשמליים.
שדות חשמליים גורמים לחלקיקים טעונים לנוע באותה דרך
שהכבידה תמשוך כדור בייסבול שהופל.
הכוח מהשדה המגנטי
ימשוך את החלקיק כדי לגרום לו לזוז.
המהירות תמשיך להתגבר
עד שהחלקיק הטעון ינוע במהירות אדירה.
מאיץ חלקיקים פשוט יכול להבנות
על ידי חיבור שני לוחות מתכת מקבילים לסוללה.
המטען מהסוללה נע
על שני לוחות המתכת
ויוצר שדה חשמלי שמושך את החלקיקים.
וזהו,
יש לכם מאיץ חלקיקים.
הבעיה היא שמאיץ שנבנה כך הוא מאוד חלש.
בניית מאיץ מודרני כמו ה LHC בדרך זו
תידרוש יותר מחמישה טריליון סוללות D.
אז מדענים משתמשים בסוללות חזקות בהרבה
ושמים אותן אחת אחרי השניה.
מאיץ מוקדם יותר השתמש בשיטה הזו
והיה באורך של כקילומטר וחצי
והיה שווה ערך ל 30 מיליארד סוללות.
עם זאת, כדי ליצור מאיץ
ששווה לחמש טריליון סוללות
יהיה דרוש מאיץ באורך של 240 קילומטר.
מדענים היו צריכים דרך אחרת.
בזמן ששדות חשמליים יגרמו לחלקיק לנוע מהר יותר,
שדות מגנטיים גורמים להם בנתיב מעגלי.
אם אתם שמים שדה חשמלי בתוך המעגל,
אתם לא צריכים להשתמש בקילומטרים של שדות חשמליים,
אתם יכולים להשתמש בשדה חשמלי יחיד שוב ושוב.
הקרניים נעות במעגל,
וכל פעם הן צוברות יותר אנרגיה.
אז מאיצים של אנרגיה מאוד גבוהה מכילים
אזור קצר עם שדות חשמליים מאיצים,
משולבים עם סדרות ארוכות של מגנטים
שמובילים את החלקיקים במעגל.
הכוח של המגנטים
והרדיוס של המסלול המעגלי
קובעים את מקסימום האנרגיה של הקרן.
ברגע שהקרן חולפת ביעף,
אז הכיף האמיתי מתחיל,
הריסוק.
הסיבה שפיסיקאים רוצים
להניע את החלקיקים כל כך מהר
היא שהם יוכלו לרסק אותם אחד בשני.
ההתנגשויות האלו מלמדות אותנו
על החוקים הבסיסים ששולטים בחומר,
אבל הם היו בלתי אפשריים בלי ההשג ההנדסי
שהוא מאיץ החלקיקים.