Proton Elementals
A proton az atom egyik építőköve. A protonok a neutronokkal és a sokkal kisebb elektronokkal együtt alkotják az alapelemeket. Amikor ezeket a mikroszkopikus részecskéket egy keskeny sugárba fókuszálják és rendkívül nagy sebességgel lövik le, akkor protonnyalábnak hívják. A protonsugarak rendkívül hasznos dolgok, mind a kísérleti fizikusok, mind az orvosok számára.
Hogyan jönnek létre a protonnyalábok
A protonok pozitív elektromos töltéssel rendelkeznek. Az ellentétes töltésű dolgok vonzzák egymást, míg az azonos töltésű dolgok taszítanak. Ez a központi elv a részecskegyorsítóban - a gép protonnyalábok előállítására szolgál. A protonokat egy csövön keresztül elektromágnesek gyorsítják fel. Amikor egy proton a mágnesek mögött van, a mágnest negatív töltésre kapcsolják, hogy a protont maga felé húzza. Amint a proton elhalad a mágnes mellett, a töltés pozitívra vált, hogy a protont eltolja tőle, és így gyorsítsa fel. A protonok egy sora egy sorban protonnyalábot alkot.
A protonnyaláb majdnem meg tudja haladni a fénysebességet, de a részecskék elindítása eltart egy ideig. Ennek egyik módja egy nagy lineáris gyorsító használata. A lineáris gyorsítók hatalmas dolgok - akár 2 mérföld hosszúak is.
Ennek másik módja egy kör alakú gyorsító. A körgyorsítóknak vagy ciklotronoknak van egy mágneses mezőjük, amelynek célja a részecske útjának körbe hajlítása. A ciklotron protonsugara körbe-körbe forog, amíg elegendő sebességet nem kapnak. Aztán a célpontjukra lövik ki őket.
Alkalmazások
A protonnyaláboknak sok hasznos alkalmazása van. Gyakran használják az elméleti fizikában. A részecskegyorsítók szétverik a protonokat más protonokká, valamint a neutronokat és más elemi részecskéket. Amikor a részecskék ütköznek, a tudósok megmérik az ütközésből kidobott kis részecskéket. Megpróbálnak felfedezni dolgokat a gluonokról, kvarkokról és a protonokat alkotó egyéb alapvető részecskékről.
A protonnyalábokat sugárterápiában is alkalmazzák. A protonokat gondosan megcélozzuk, és daganatokra lőjük, ahol károsítják a DNS-t és megölik a rákos sejteket. Ez a fajta terápia nagyon kevés kárt okoz a környező szövetekben. A műtéttől eltérően nem igényel vágást, így sokkal biztonságosabb és kevésbé káros bizonyos típusú daganatok esetén. Különösen a protonnyalábok voltak nagyon hatékonyak a szemrák bizonyos típusainak kezelésében. Korábban a szemet el kellett távolítani, hogy a daganathoz eljusson, de most a protonnyaláb tudja megcélozni.