Σύγχρονη, Compact Ion Injector Ζωοτροφές Νέα είδη σωματιδίων σε RHIC και NSRL

Published on October 14, 2010 at 7:42 PM

Μια νέα πηγή ιόντων σύντομα θα είναι το σημείο εκκίνησης για τις δοκούς που εισάγονται δύο σημαντικές ερευνητικές εγκαταστάσεις στο Υπουργείο Εξωτερικών των ΗΠΑ (DOE) Brookhaven Ενέργειας National Laboratory - τη σχετικιστική Heavy Ion Collider (RHIC), όπου οι φυσικοί αναδημιουργώντας τις συνθήκες του πρώιμου σύμπαντος για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις δυνάμεις που κατέχουν το θέμα μαζί, και η NASA Space Εργαστήριο ακτινοβολίας (NSRL), όπου οι επιστήμονες μελετούν τις επιπτώσεις της διαστημικής ακτινοβολίας για να βοηθήσει στην εξεύρεση τρόπων για να προστατεύσει τους αστροναύτες.

Οι νέες εγκαταστάσεις, ο δέσμης ηλεκτρονίων ιόντων Πηγή (EBIS), θα παράγει και θα επιταχύνει δοκάρια με μεγαλύτερη ευελιξία από ό, τι το σημερινό σύστημα, που επιτρέπει τις μελέτες με νέα είδη ιόντων προηγουμένως διαθέσιμα στους ερευνητές. EBIS πρόσφατα λάβει επίσημη έγκριση για να αρχίσει να λειτουργεί από το DOE.

Η cut-μακριά από τις EBIS προ της έγχυσης. Η κεντρική "παγίδα" περιοχή, όπου τα ηλεκτρόνια έχουν απογυμνωθεί από τα άτομα να δημιουργήσει θετικά φορτισμένα ιόντα, είναι 1,5 μέτρα μήκος.

«Αυτό το νέο σύστημα χρησιμοποιεί EBIS και δύο μικρά επιταχυντές ως αντικαταστάτη για το Tandem επιταχυντές Van de Graaff, τα οποία έχουν λειτουργεί με επιτυχία εδώ και 40 χρόνια, αλλά με ορισμένους περιορισμούς, όταν πρόκειται για την παραγωγή ιόντων για RHIC και NSRL", δήλωσε ο Jim Alessi , αρχηγός της ομάδας που σχεδιάζει και λειτουργεί "προ-εγχυτήρας" συστήματα επιτάχυνσης στο Brookhaven. Για παράδειγμα, επειδή η δύο αναβάτες πρέπει να ξεκινήσει με αρνητικά φορτισμένα ιόντα - άτομα με ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο - μπορούν να παράγουν μόνο δοκάρια από το ήμισυ περίπου των στοιχείων του περιοδικού πίνακα. EBIS μπορεί να ξεκινήσει με θετικά ιόντα ή ακόμα και ουδέτερα άτομα, επιτρέποντας τη δημιουργία των ιόντων από σχεδόν οποιοδήποτε στοιχείο.

Για το πρόγραμμα RHIC, οι φυσικοί ενδιαφέρονται περισσότερο για τη δημιουργία και συγκρούονται δέσμες ιόντων ουρανίου λόγω του σχήματός τους, το ποδόσφαιρο και ο μεγάλος αριθμός των πρωτονίων και νετρονίων. Μετωπικές συγκρούσεις των δύο μικροσκοπικές ιόντων ουρανίου τοποθετείται σαν συγκρούονται σπειροειδή μπάλες ποδοσφαίρου θα παρήγαγε ένα κόκκος της ύλης με ακόμα μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα από το σφαιρικό συγκρούσεις ιόντων χρυσού σήμερα δημιουργώντας μια ζεστή σούπα των κουάρκ και γκλουονίων στο RHIC. Αυτή η υψηλότερη πυκνότητα ενέργειας θα επιτρέψει στους επιστήμονες να μελετήσουν την εξέλιξη της εν λόγω ουσίας έγκαιρης σύμπαν σε ένα ευρύτερο φάσμα των όρων σχέση με το παρελθόν προσιτή στο RHIC.

Μετωπικές συγκρούσεις με τα ιόντα ουρανίου κατακόρυφο προσανατολισμό, όπως μπάλες ποδοσφαίρου προετοιμασμένοι για ένα εναρκτήριο λάκτισμα, είναι επίσης μεγάλο ενδιαφέρον: Θα επιτρέψει επιστήμονες στο RHIC να διαχωρίσει τις συνέπειες της εξαιρετικά καυτό θέμα που σχηματίζεται όταν δύο σφαιρικά ιόντα χρυσού συμπίπτουν εν μέρει μόνο σε επιπτώσεων (που αποτελεί ένα παρόμοιο ποδόσφαιρο σχήμα περιοχή αλληλεπίδρασης) και από τα αποτελέσματά του εξαιρετικά ισχυρά μαγνητικά πεδία που παράγονται σε αυτές τις μη-μετωπικές συγκρούσεις.

Στο NSRL, οι επιστήμονες ενδιαφέρονται για τον έλεγχο των επιπτώσεων των ιόντων των ευγενών αερίων όπως το ήλιο, νέο, και το αργό, επειδή αυτά είναι κοινά συστατικά των γαλαξιακών κοσμικών ακτίνων και μπορούν να προκαλέσουν σημαντικό κίνδυνο για τους αστροναύτες στη μακροπρόθεσμη διαστημικές αποστολές.

Ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα είναι ότι EBIS μπορούν να τροφοδοτήσουν δοκάρια των διαφόρων ιόντων σε κάθε εγκατάσταση στα πρακτικά την ίδια στιγμή. Δήλωσε ο Alessi, "Μπορούμε να παρέχουμε ένα είδος δέσμης σε RHIC και, ένα δευτερόλεπτο αργότερα, μπορούμε να προσφέρουμε ένα διαφορετικό είδος πορείας για το πρόγραμμα της NASA. Μπορούμε να εναλλάσσεστε μεταξύ των διαφόρων τύπων δοκών γρήγορα, έτσι ώστε τα δύο προγράμματα μπορούν να προγραμματίσουν τα πειράματα τους και να τρέχουν ταυτόχρονα, ανεξάρτητα μεταξύ τους, αντί να χρειάζεται να χρησιμοποιούν το ίδιο είδος των ιόντων, ταυτόχρονα ή το σχέδιο τρέχει τους διαδοχικά. "

EBIS εργασίες με την παγίδευση άτομα ή ιόντα σε ηλεκτρικά φορτισμένα θάλαμο μέσα σε 1,5-μετρητή μήκους κυλινδρικό μαγνήτη υπεραγώγιμων. Η τάση που κρατά τα φορτισμένα ιόντα μέσα στο θάλαμο, ενώ μια δέσμη ηλεκτρονίων που παράγονται στο ένα άκρο διέρχεται, συστηματικά απογύμνωση ηλεκτρόνια από τα παγιδευμένα άτομα. Για το αέριο ήλιο, υπάρχουν μόνο δύο ηλεκτρόνια που πρέπει να αφαιρεθεί από τη δημιουργία μιας δέσμης ιόντων ηλίου, όπου το καθένα έχει χρέωση 2 +. Για το χρυσό - το βαρύτερο ιόντων συγκρούστηκαν στο RHIC μέχρι σήμερα - τα ιόντα ξεκινήσετε με ένα ηλεκτρόνιο που έχουν ήδη αφαιρεθεί μακριά, αλλά είναι στην κατοχή στην παγίδα έως ότου έχουν 32 ηλεκτρόνια έχουν αφαιρεθεί, με αποτέλεσμα μια δέσμη όπου κάθε ιόντων έχει καθαρή επιβάρυνση των 32 +. "Όσο περισσότερο κρατάς την ακτίνα στην παγίδα, τόσο περισσότερο τα ηλεκτρόνια που μπορείτε να βγάλετε," δήλωσε ο Alessi.

Όταν το επιθυμητό αριθμό των ηλεκτρονίων αφαιρείται (δηλαδή, όταν η επιθυμητή κατάσταση φόρτισης έχει επιτευχθεί), η τάση είναι απενεργοποιημένο και η ακτίνα απελευθερώνεται από την παγίδα. Η ιόντων μετά κινείται από EBIS μέσα από δύο μικρά γραμμικοί επιταχυντές που φέρνουν την ακτίνα έως και την ενέργεια που απαιτείται για την ένεση στην επόμενη επιταχυντής - το Booster και στη συνέχεια NSRL ή την Εναλλασσόμενη Gradient Synchrotron και στη συνέχεια RHIC.

Η υψηλή επιβάρυνση επιτευχθεί EBIS απλοποιεί σημαντικά την όλη διαδικασία επιτάχυνσης. "Αν έχετε περισσότερους επιβάρυνση για το ιόν, τότε παίρνει υψηλότερη ενέργεια για την ίδια τάση με το γκάζι. Έτσι, με την προσκόμιση της ιόντων με την κατηγορία της 32 + στην περίπτωση του χρυσού, η ενέργεια που παίρνει σε μια σταθερή τάση είναι μεγαλύτερη από ό, τι θα ήταν με χαμηλότερη χρέωση. Επειδή θα πρέπει να έχετε χαμηλότερη τάση να επιταχύνει τα ιόντα, τότε μπορείτε να το κάνετε αυτό σε μια πολύ μικρότερη απόσταση - 10 μέτρα εναντίον περίπου 80 πόδια σε δύο αναβάτες. - Με αποτέλεσμα μια πιο συμπαγή επιταχυντή "

Αυτό συμπαγές μαζί με τις σύγχρονες τεχνολογίες επιτάχυνσης που χρησιμοποιούνται στην EBIS και οι δύο γραμμικούς επιταχυντές θα κάνουν το νέο προ-εγχυτήρας σύστημα πιο εύκολο να λειτουργήσει και να διατηρήσει, οδηγώντας σε πιο αποδοτικές εργασίες. "Μόλις τελειώσουμε την ανάθεση και την αποσφαλμάτωση του συστήματος, EBIS θα είναι εξαιρετικά αξιόπιστη," δήλωσε ο Alessi.

EBIS θα αρχίσουν να παρέχουν τα ιόντα ηλίου με τους ερευνητές στο NSRL αυτό το φθινόπωρο. Οι πρώτες συγκρούσεις ουρανίου στο RHIC μπορεί να λάβει χώρα ήδη από το τέλος του χειμώνα ή την άνοιξη του 2011. Εν τω μεταξύ, και ακόμα και μετά EBIS αρχίσει να λειτουργεί, οι δύο αναβάτες θα συνεχίσει να τρέχει να παρέχει δέσμες για μια κοινότητα έξω από επιστήμονες που χρησιμοποιεί το εν λόγω διευκόλυνση για εξειδικευμένη έρευνα σχετικά με ηλεκτρονικά εξαρτήματα για βιομηχανικές και διαστημικές εφαρμογές.

Last Update: 3. October 2011 07:48

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit