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標題: 美國科學家新製造了全球最強大的重離子對撞機 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2022-5-11 12:47 AM 標題: 美國科學家新製造了全球最強大的重離子對撞機

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　　世界上最強大的重離子對撞機將於本周上線﹐它將使科學家能夠窺探超新星內部結構是運作﹐FRIB的468個低溫組件﹐在離子加速時可以保持絕對低溫。美國能源部耗資7.3億美元的稀有同位素束FRIB實驗將於本周開始﹐一旦上線﹐新反應堆將發射兩個重原子核﹐將它們分開﹐使科學家能夠研究是什麼將它們粘在一起﹐也就是研究強力﹐以及稀有的原子同位素﹐也就是原子核中中子數不同的化學元素是如何構成的。
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　　雖然過去的重離子加速器(比如以前美國國家超導迴旋加速器實驗室的加速器)使科學家能夠捕捉到奇異原子的瞬間﹐但科學家們無法進行詳細的研究。科學家們解釋道﹐新的FRIB加速器將使研究人員獲得1000多種新的同位素﹐使他們對新的癌症治療方法﹑古代材料的放射性定年和核安全有全新的認識。
　　FRIB實驗室主任在剪綵儀式上說﹕「FRIB將是我們國家研究基礎設施的核心部分﹐全球1600多名科學家渴望來到這裡﹐因為我們將成為最好﹑最強大的超導重離子直線加速器。」物理學家們對FRIB感到興奮﹐因為它可以為原子同位素景觀提供更清晰的視圖。現在﹐物理學家們已經很清楚是什麼把原子核連在一起了﹐也就是強力﹐它是四種基本力中的一種﹐美國科學家們還建立了很多模型來預測一些未被觀測到的原子核可能是什麼樣子。但原子核是複雜的﹐可以以令人驚訝的方式粘合在一起﹐這會使原子核模型越來越精細。
　　科學家希望回答的其他問題包括﹐目前的模型對最穩定同位素的描述如何﹐以及比鐵和鎳重的元素(後兩種元素是恆星核聚變產生的最重元素)是如何通過放射性β衰變形成的。當一個原子核吸收一個中子﹐或者當它的一個中子變成質子﹐使原子核不穩定時﹐會不會發生β衰變。
　　科學家們認為﹐由β衰變形成的元素通常是超新星或中子星碰撞的副產品﹐但直到現在還無法檢查或研究在這些天體過程中產生了什麼樣的元素以及它們的比例。但FRIB將提供一種最終檢驗這些假設理論的方法﹐就像它的加速器在將單個同位素粉碎成目標之前加速單個同位素一樣﹐使科學家能夠模擬恆星和超新星內部發生的碰撞。
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　　為了生產同位素以供研究﹐物理學家將先選擇鈾等重元素的原子﹐然後再將其從電子中剝離出來﹐將其轉化為離子。然後﹐他們將把它們發射到一條1476英尺長(450米)的管道中﹐速度超過光速的一半。在管道末端﹐離子束將撞擊石墨輪﹐分裂成更小的中子質子組合或同位素。
　　FRIB最終將加入另一個原子加速器的行列﹐這是目前正在德國達姆施塔特建造的價值32.7億美元的反質子和離子研究設施﹐歐洲和美國的合作項目。該加速器將於2027年完工﹐其設計目的是創造更多反物質和物質﹐

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