Kuinka protonipalkki luodaan?

Protoni on yksi atomin rakennuspalikoista. Protonit yhdessä neutronien ja paljon pienempien elektronien kanssa muodostavat peruselementit. Kun nämä mikroskooppiset hiukkaset keskitetään kapeaan säteeseen ja ammutaan erittäin suurilla nopeuksilla, sitä kutsutaan protonisäteeksi. Protonipalkit ovat erittäin hyödyllisiä asioita, sekä kokeellisille fyysikoille että lääkäreille.

Protoneilla on positiivinen sähkövaraus. Asiat, joilla on vastakkaiset varaukset, houkuttelevat toisiaan, kun taas saman latauksen asiat hylkäävät. Tämä on keskeinen periaate hiukkaskiihdyttimessä - koneessa, jota käytetään protonisäteiden valmistamiseen. Protoneja kiihdytetään putken kautta sähkömagneeteilla. Kun protoni on magneettien takana, magneetti vaihdetaan negatiiviseksi varaukseksi vetämään protonia sitä kohti. Kun protoni kiihtyy magneetin ohi, varaus vaihdetaan positiiviseksi, jotta protoni voidaan työntää poispäin ja nopeuttaa sitä enemmän. Koko rivi protoneja peräkkäin muodostaa protonisuihkun.

Protonisuihku voi kulkea melkein valon nopeudella, mutta hiukkasten saaminen kestää jonkin aikaa. Yksi tapa tehdä tämä on käyttää suurta lineaarista kiihdytintä. Lineaariset kiihdyttimet ovat massiivisia asioita - jopa 2 mailin pituisia.

Toinen tapa tehdä tämä on pyöreä kiihdytin. Pyöreillä kiihdyttimillä tai syklotroneilla on magneettikenttä, joka on suunniteltu taivuttamaan hiukkasen polku ympyrään. Protonisuihku syklotronissa pyörii ympäriinsä, kunnes ne saavat riittävän nopeuden. Sitten heidät ammutaan kohteeseen.

Protonipalkkeilla on monia hyödyllisiä sovelluksia. Niitä käytetään usein teoreettisessa fysiikassa. Hiukkaskiihdyttimet hajottavat protoneja muihin protoneihin, samoin kuin neutroneihin ja muihin alkeishiukkasiin. Kun hiukkaset törmäävät, tutkijat mittaavat törmäyksestä heitetyt pienet hiukkaset. He yrittävät löytää asioita gluoneista, kvarkeista ja muista protoneja muodostavista perushiukkasista.

Protonipalkkeja käytetään myös sädehoidossa. Protonit kohdistetaan huolellisesti ja ammutaan kasvaimiin, missä ne vahingoittavat DNA: ta ja tappavat syöpäsolut. Tämän tyyppinen hoito ei vahingoita ympäröivää kudosta hyvin vähän. Toisin kuin leikkaus, se ei vaadi leikkausta, joten se on paljon turvallisempaa ja vähemmän haitallista tietyntyyppisille kasvaimille. Erityisesti protonipalkit ovat olleet erittäin tehokkaita tietyntyyppisten silmäsyöpien hoidossa. Aikaisemmin silmä oli poistettava kasvaimeen pääsemiseksi, mutta nyt se voidaan kohdistaa protonisäteellä.