Bagaimana Pemercepat Partikel Berfungsi?

Pernahkah kamu bermain dengan mobil mainan kecil? Kadang-kadang, kita semua tidak tahan untuk bermain dengan balapan kendaraan mini di sekitar jalur imajiner. Kamu mungkin juga tidak tahan untuk melakukan sesuatu yang lain: menabrak mobil mini itu bersama-sama. Jika kamu bermain mobil dengan seorang teman, hampir pasti kamu akan saling bertabrakan hanya untuk melihat apa yang terjadi. Mengapa? Karena itu menyenangkan!

Jika itu terdengar familiar, kami mungkin memiliki profesi yang ideal untukmu: fisikawan. Namun, bukan mobil kecil, kamu bisa menggunakan mesin raksasa untuk menabrakkan atom kecil bersama-sama. Apa yang kami maksud? Tidak lain adalah pemercepat partikel!

Pemercepat partikel, terkadang disebut “penabuh atom,” memungkinkan ilmuwan untuk mempercepat partikel subatomik yang sangat kecil, seperti elektron atau proton, hampir dengan kecepatan cahaya. Kemudian mereka membiarkan partikel menabrak atom, memecahkannya menjadi bagian-bagian sehingga mereka dapat mempelajari tentang isinya. Ini mirip dengan mempelajari isi smartphone dengan memeriksa bagian-bagian setelah menjatuhkannya dari puncak gedung pencakar langit!

Ilmuwan pertama kali menyadari partikel subatomik, seperti proton, neutron, dan elektron, pada awal abad ke-20. Pemercepat partikel ditemukan pada tahun 1930-an untuk memungkinkan ilmuwan memperoleh pengetahuan lebih lanjut tentang struktur internal atom.

Selama bertahun-tahun, pemercepat partikel telah mengungkapkan bahwa struktur internal atom lebih rumit daripada yang dibayangkan oleh ilmuwan. Selain mempelajari lebih lanjut tentang fisika dasar materi, ilmuwan juga percaya bahwa pemercepat partikel dapat membantu kita memahami kekuatan yang ada pada awal alam semesta.

Para ahli memperkirakan bahwa terdapat lebih dari 30.000 pemercepat partikel yang digunakan di seluruh dunia. Ada dua jenis utama pemercepat partikel: linear dan sirkular. Pada pemercepat linear, partikel bergerak lurus dari satu ujung ke ujung lainnya. Pada pemercepat sirkular, partikel bergerak berulang kali mengelilingi suatu lingkaran.

Pemercepat partikel menggunakan berbagai jenis teknologi untuk mencapai efeknya. Misalnya, medan listrik digunakan untuk mempercepat partikel saat mereka melewati ruang hampa di dalam tabung logam. Untuk menciptakan tabrakan yang tepat, elektromagnet besar mengarahkan partikel dengan akurat ke target mereka, yang bisa berupa potongan logam tipis atau balok partikel lainnya.

Setelah terjadi tabrakan, detektor partikel yang canggih digunakan untuk mengidentifikasi dan mencatat radiasi dan partikel yang dihasilkan. Ilmuwan menganalisis hasilnya untuk mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam tentang fisika partikel. Di luar bidang fisika, temuan dari eksperimen pemercepatan partikel telah dimanfaatkan untuk berbagai tujuan lain, termasuk penelitian medis, pengembangan teknologi dan produk baru, dan bahkan keamanan nasional.

Ketika berbicara tentang pemercepat partikel, ada satu yang menonjol di antara yang lainnya: Large Hadron Collider (LHC). Terletak di CERN di Jenewa, Swiss, LHC terdiri dari sekitar 17 mil terowongan yang terletak hampir 600 kaki di bawah perbatasan Swiss dan Prancis.

LHC mempercepat dua balok proton ke arah berlawanan di sekitar terowongan. Balok proton dipandu oleh sistem elektromagnet sekitar 100.000 kali lebih kuat dari medan magnet Bumi. Untuk menanggulangi panas yang dihasilkan dalam proses tersebut, sistem kriogenik terbesar di dunia menjaga elektromagnet tetap dingin dengan suhu -456º F!

LHC (Large Hadron Collider) mendapatkan protonnya dari satu botol gas hidrogen, yang hanya diganti dua kali setahun. Para ilmuwan menggunakan LHC untuk menciptakan kondisi segera setelah ledakan Besar dan pada tahun 2012, mereka menemukan boson Higgs, partikel subatomik yang membantu menjelaskan bagaimana partikel mendapatkan massa.

Untuk terlibat dengan topik ini, Anda dapat mencoba kegiatan berikut:

1. Jelajahi CERNland secara online dan ikuti permainan dan kegiatan yang terkait dengan CERN dan fisika partikel. Ajak teman atau anggota keluarga Anda untuk bergabung dan catat setidaknya tiga fakta yang Anda pelajari dari situs tersebut.

2. Tonton film pendidikan CERN, “Dari Big Bang ke LHC,” untuk memahami bagaimana LHC memungkinkan para ilmuwan melihat dunia pada saat Big Bang terjadi.

3. Dapatkan wawasan tentang komposisi atom dengan membaca “Dunia Menakjubkan Atom” secara online. Temukan tiga fakta menarik dan bagikan dengan seseorang yang Anda kenal.

Sumber-sumber:

– http://www.livescience.com/38812-how-atom-smashers-work.html

– http://www.energy.gov/articles/how-particle-accelerators-work

– http://home.cern/about/how-accelerator-works

– http://science.howstuffworks.com/atom-smasher.htm

1. Apakah penggerak partikel?

Penggerak partikel adalah peranti saintifik yang menggunakan medan elektromagnet untuk memacu partikel bermuatan, seperti proton atau elektron, pada kelajuan dan tenaga yang tinggi. Ia terdiri daripada siri komponen, termasuk magnet dan ruang frekuensi radio, yang mempercepatkan dan mengawal partikel-partikel tersebut.

2. Bagaimana penggerak partikel berfungsi?

Penggerak partikel berfungsi dengan menggunakan medan elektrik untuk mempercepatkan partikel dan medan magnet untuk mengarahkannya. Partikel-partikel tersebut pertama kali dimasukkan ke dalam penggerak dan kemudian dilalui melalui siri struktur pempercepat. Struktur ini memberikan tenaga kepada partikel-partikel tersebut semasa mereka melalui laluan penggerak.

3. Apa jenis-jenis penggerak partikel yang berbeza?

Terdapat beberapa jenis penggerak partikel, termasuk penggerak linear (linac), siklotron, dan sinkrotron. Linac mempercepatkan partikel dalam garis lurus, manakala siklotron dan sinkrotron menggunakan laluan bulatan. Setiap jenis penggerak mempunyai kelebihan sendiri dan digunakan untuk tujuan yang berbeza dalam penyelidikan saintifik dan aplikasi.

4. Apa kegunaan penggerak partikel?

Penggerak partikel mempunyai pelbagai aplikasi dalam pelbagai bidang sains. Mereka digunakan untuk mengkaji sifat-sifat materi, struktur atom dan nukleus, dan daya-daya asas alam semesta. Penggerak partikel juga digunakan dalam rawatan perubatan, seperti terapi kanser, dan dalam aplikasi industri, seperti sains bahan dan pembuatan semikonduktor.

5. Adakah penggerak partikel berbahaya?

Penggerak partikel direka dan dioperasikan dengan langkah-langkah keselamatan yang ketat. Walaupun mereka boleh menghasilkan jalur partikel bertenaga tinggi, jalur tersebut dikawal dan dikelilingi dengan baik dalam kandungan penggerak. Risiko yang berkaitan dengan penggerak partikel adalah terutamanya berkaitan dengan pendedahan kepada radiasi, tetapi risiko ini dikurangkan melalui perisai dan protokol keselamatan. Secara keseluruhannya, penggerak partikel adalah selamat apabila dioperasikan oleh profesional yang terlatih mengikut panduan keselamatan yang ditetapkan.

Tinggalkan Balasan

Alamat e-mel anda tidak akan disiarkan. Medan diperlukan ditanda dengan *