มีการใช้ metamaterial อย่างง่ายที่ทำจากเหล็กสลับกันและแผ่นทองแดงเพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับจูนและคุณภาพลำแสงของเครื่องเร่งอนุภาคเวคฟิลด์ งานนี้ทำในสหรัฐอเมริกาโดยนักฟิสิกส์นำโดยRichard Temkinจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ และอาจนำไปสู่เครื่องเร่งอนุภาครุ่นใหม่ที่มีขนาดกะทัดรัดซึ่งผลิตคานคุณภาพสูง
เครื่องเร่งความเร็วของ Wakefield
ทำงานโดยการยิงอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นพัลส์ไปยังพลาสมาหรือวัสดุไดอิเล็กทริก พัลส์แยกประจุบวกและลบออกจากเป้าหมาย ทำให้เกิดคลื่นไมโครเวฟที่เข้มข้นและสั้น สนามไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับคลื่นไมโครเวฟจะเร่งอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของมัน เนื่องจากพลาสมาและไดอิเล็กทริกสามารถรักษาสนามไฟฟ้าไมโครเวฟที่แรงกว่าโครงสร้างโลหะแบบคาบที่ประกอบด้วยผนังของเครื่องเร่งอนุภาคแบบธรรมดา เครื่องเร่งอนุภาคเวคฟิลด์สามารถเพิ่มพลังงานจลน์ของอนุภาคจนถึงระดับกิกะอิเล็กตรอนโวลต์ในระยะทางเพียงไม่กี่เมตร ในการเปรียบเทียบ คันเร่งแบบเดิมสามารถบรรลุประมาณ 100 MeV/m2
อย่างไรก็ตาม เมื่อพูดถึงคุณภาพของลำแสงและความสามารถในการปรับแต่ง คันเร่งของเวคฟิลด์นั้นล้าหลังกว่าคันเร่งทั่วไปมากที่สุดของทั้งสองโลกในการศึกษาของพวกเขา ทีมของ Temkin มีเป้าหมายที่จะสร้างอุปกรณ์ “ดีที่สุดของทั้งสองโลก” ที่บรรลุลักษณะการไล่ระดับความเร่งที่แข็งแกร่งของการเร่งความเร็วของเวค ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงคุณภาพและความสามารถในการปรับแต่งของลำแสงที่ผลิตได้ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการสร้าง metamaterial โลหะที่เรียบง่ายและเป็นระยะซึ่งแทนที่พลาสมาหรือวัสดุอิเล็กทริก โครงสร้างยาว 8 ซม. ประกอบด้วยแผ่นรูปล้อเกวียนหนา 2 มม. ซ้อนกัน สลับระหว่างเหล็กและทองแดง
เนื่องจากการแยกระหว่างเพลตของวัสดุชนิดเดียวกันนั้นเล็กกว่าความยาวคลื่นของไมโครเวฟที่เกิดจากอิเล็กตรอนมาก คลื่นจึงไม่ได้รับผลกระทบจากการปรากฏตัวของเพลตแต่ละแผ่น แต่ metamaterial จะทำหน้าที่เป็นสื่อผสมเดี่ยวที่มีคุณสมบัติเฉพาะของตัวเอง
ด้วยการปรับเรขาคณิตของ metamaterial
ทีมงานสามารถปรับคุณสมบัติของมันเพื่อให้คลื่นไมโครเวฟสั้นลงและเข้มข้นขึ้น ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดไฟฟ้าขัดข้องและสนามไฟฟ้าหลุดออกจากผนังของโครงสร้างความเร็วย้อนกลับนักฟิสิกส์ทำการทดสอบเบื้องต้นเกี่ยวกับประสิทธิภาพของ metamaterial ของพวกเขาที่Argonne Wakefield Accelerator Facilityในชิคาโก ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถวัดความเร่งที่ 75 MeV/m สำหรับหนึ่งอิเลคตรอนขับชีพจร การปรับ metamaterial ยังทำให้ความเร็วกลุ่มของไมโครเวฟชี้ไปข้างหลังเมื่อเทียบกับอิเล็กตรอนที่ขับด้วย อนุญาตให้ดึงพลังงานออกจากอิเล็กตรอนได้มากขึ้น
จากการทดสอบเหล่านี้ นักฟิสิกส์ประมาณการว่าด้วยอิเลคตรอนพัลส์ขับที่สั้นกว่าและมีพลังมากกว่า พวกเขาสามารถบรรลุการไล่ระดับความเร่งได้สูงถึง 300 MeV/m ด้วยคุณภาพของลำแสงที่สูงเมื่อเทียบกับเครื่องเร่งความเร็วเวคฟิลด์รุ่นก่อน สิ่งนี้อาจเป็นไปได้ด้วยโรงงาน FACET-II ที่ กำลังจะมีขึ้น ที่ Stanford Linear Accelerator Center ซึ่งจะเริ่มดำเนินการในปี 2019
ทีมงานเชื่อว่างานของพวกเขาจะนำไปสู่ความก้าวหน้าไปสู่เครื่องเร่งความเร็วรุ่นใหม่ที่มีขนาดกะทัดรัดและเชื่อถือได้เพียงพอสำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวันในโรงพยาบาลและห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัย ในขณะเดียวกันก็ทำให้เกิดความก้าวหน้าใหม่ๆ ในสาขาต่างๆ ตั้งแต่ฟิสิกส์อนุภาคไปจนถึงการวิจัยทางการแพทย์
นักวิทยาศาสตร์จากประเทศจีนและสหรัฐอเมริกาได้สร้างบันทึกที่แม่นยำของเรดิโอคาร์บอนในชั้นบรรยากาศในช่วง 54,000 ปีที่ผ่านมาจากไอโซโทปที่ถูกขังอยู่ในหินงอกหินย้อย พวกเขากล่าวว่าการศึกษาของพวกเขาช่วยปรับแต่งและปรับเทียบบันทึกเรดิโอคาร์บอนในบรรยากาศและให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงของเรดิโอคาร์บอนในบรรยากาศเมื่อเวลาผ่านไป
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีคาร์บอน-14
ถูกดูดกลืนจากชั้นบรรยากาศโดยสิ่งมีชีวิต และจากนั้นจะเริ่มสลายตัวในอัตราที่ทราบเมื่อพวกมันตาย การหาอายุของเรดิโอคาร์บอนจะวัดระดับที่เหลือของไอโซโทปนี้เพื่อประเมินอายุของสารอินทรีย์ และได้เปลี่ยนแปลงโบราณคดีและวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสภาพอากาศ และสาขาการวิจัยอื่นๆ
เนื่องจากระดับของคาร์บอน-14 ในชั้นบรรยากาศผันผวนไปตามกาลเวลา เพื่อให้สามารถหาค่าคาร์บอน-14 ในชั้นบรรยากาศได้อย่างแม่นยำจึงจำเป็นต้องปรับเทียบกับมาตราส่วนเวลาของปฏิทิน วงแหวนของต้นไม้ให้ข้อมูลที่ดีที่สุดบางส่วนเกี่ยวกับระดับเรดิโอคาร์บอนในอดีต เนื่องจากต้นไม้นำคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศโดยตรงและเปลี่ยนเป็นเซลลูโลสโดยใช้เวลาเพียงเล็กน้อย แต่สถิติต่อเนื่องของวงแหวนต้นไม้นั้นย้อนกลับไปเมื่อประมาณ 14,000 ปีเท่านั้น
เศษคาร์บอนที่ตายแล้วเกินกว่า 14,000 ปี สามารถใช้ตะกอนในทะเลสาบ แกนน้ำแข็ง และแหล่งอินทรีย์วัตถุอื่นๆ ได้ สิ่งเหล่านี้ไม่ได้ให้บันทึกโดยตรงของระดับคาร์บอนในชั้นบรรยากาศเสมอไป อย่างไรก็ตาม เนื่องจากคาร์บอน-14 มักจะผ่านระบบอื่นๆ ที่เพิ่มคาร์บอนมากขึ้นในส่วนผสม ตัวอย่างเช่น น้ำที่ช่วยก่อตัวเป็นหินงอกจะไหลผ่านดินและหิน – สะสมคาร์บอนเพิ่มเติม จำเป็นต้องคำนึงถึง “เศษคาร์บอนที่ตายแล้ว” ซึ่งง่ายกว่าและมีขนาดเล็กลงและสม่ำเสมอมากขึ้น
หินงอกคู่ที่ใช้ในการวิจัยล่าสุดมาจากถ้ำ Hulu ในมณฑลเจียงซู ทางตะวันออกของจีน เดิมทีหินงอกเหล่านี้ถูกรวบรวมเพื่อศึกษาความแปรปรวนของมรสุมเอเชียในประวัติศาสตร์Hai Chengจากมหาวิทยาลัยซีอานเจียวทงในประเทศจีนกล่าวกับPhysics World
“หินงอกหินย้อยของถ้ำฮูลูมีความพิเศษมาก เนื่องจากเศษคาร์บอนที่ตายแล้วนั้นต่ำและเสถียร” เฉิงกล่าว Lawrence Edwardsเพื่อนร่วมงานของเขาจากมหาวิทยาลัยมินนิโซตากล่าวเสริมว่า “พวกมันมีคาร์บอนที่ได้จากหินปูนที่อยู่รอบๆ ถ้ำน้อยมาก คาร์บอนส่วนใหญ่มาจากชั้นบรรยากาศโดยตรง”
จนถึงวันที่คาร์บอน-14 ในหินงอก นักวิจัยได้เปรียบเทียบกับระดับทอเรียม-230 ซึ่งเป็นไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่มีบันทึกวันที่ย้อนหลังไปมากกว่าระดับกัมมันตภาพรังสีในบรรยากาศ ทีมงานสามารถจัดระดับคาร์บอน-14 ในชั้นบรรยากาศให้ตรงกับวันที่ใหม่ประมาณ 300 วัน ตั้งแต่ 54,000 ถึง 18,000 ปีก่อน
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตแตกง่าย
