UsesBeams of high-energy particles

Uses
Beams of high-energy particles are useful for both fundamental and applied research in the sciences, and also in many technical and industrial fields unrelated to fundamental research. It has been estimated that there are approximately 30,000 accelerators worldwide. Of these, only about 1% are research machines with energies above 1 GeV, while about 44% are for radiotherapy, 41% for ion implantation, 9% for industrial processing and research, and 4% for biomedical and other low-energy research. The bar graph shows the breakdown of the number of industrial accelerators according to their applications. The numbers are based on 2012 statistics available from various sources, including production and sales data published in presentations or market surveys, and data provided by a number of manufacturers.
High-energy physics
The largest particle accelerators with the highest particle energies are the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) at Brookhaven National Laboratory and the Large Hadron Collider (LHC) at CERN (which came on-line in mid-November 2009). These accelerators are used for experimental particle physics.
For the most basic inquiries into the dynamics and structure of matter, space, and time, physicists seek the simplest kinds of interactions at the highest possible energies. These typically entail particle energies of many GeV, and the interactions of the simplest kinds of particles: leptons (e.g. electrons and positrons) and quarks for the matter, or photons and gluons for the field quanta. Since isolated quarks are experimentally unavailable due to color confinement, the simplest available experiments involve the interactions of, first, leptons with each other, and second, of leptons with nucleons, which are composed of quarks and gluons. To study the collisions of quarks with each other, scientists resort to collisions of nucleons, which at high energy may be usefully considered as essentially 2-body interactions of the quarks and gluons of which they are composed. Thus elementary particle physicists tend to use machines creating beams of electrons, positrons, protons, and antiprotons, interacting with each other or with the simplest nuclei (e.g., hydrogen or deuterium) at the highest possible energies, generally hundreds of GeV or more. Nuclear physicists and cosmologists may use beams of bare atomic nuclei, stripped of electrons, to investigate the structure, interactions, and properties of the nuclei themselves, and of condensed matter at extremely high temperatures and densities, such as might have occurred in the first moments of the Big Bang. These investigations often involve collisions of heavy nuclei – of atoms like iron or gold – at energies of several GeV per nucleon.
Particle accelerators can also produce proton beams, which can produce proton-rich medical or research isotopes as opposed to the neutron-rich ones made in fission reactors; however, recent work has shown how to make 99Mo, usually made in reactors, by accelerating isotopes of hydrogen, although this method still requires a reactor to produce tritium. An example of this type of machine is LANSCE at Los Alamos.

Результаты (русский) 1:

ИспользуетПучков частиц высоких энергий, полезны для фундаментальных и прикладных исследований в области наук, а также во многих технических и промышленных областях, не связанных с фундаментальных исследований. Было подсчитано, что примерно 30 000 ускорители во всем мире. Из них лишь около 1% являются исследования машины с энергиями выше 1 ГэВ, в то время как около 44% для радиотерапии, 41% для ионной имплантации, 9% для промышленной обработки и исследования и 4% для биомедицинских и других исследований низкой энергии. Гистограмма показывает разбивку числа промышленных ускорителей по их заявкам. Цифры основаны на 2012 статистических данных из различных источников, включая производство и продажи данных, опубликованных в презентации или обследований рынка и данные, представленные рядом производителей.Физики высоких энергийКрупнейший ускорители частиц с высшей энергией частиц являются релятивистских тяжелых ионов коллайдера (RHIC) в Брукхейвенской национальной лаборатории и большой адронный коллайдер (LHC) в ЦЕРНе (который пришел он-лайн в середине ноября 2009 года). Эти ускорители используются для экспериментальной физики элементарных частиц.Для самых основных запросов в динамике и структуре материи, пространства и времени физиков искать простейших видов взаимодействий при высоких энергиях возможно. Они, как правило, предусматривают частица энергии многих ГэВ и взаимодействие простейших видов частиц: лептоны (например, электроны и позитроны) и кварки материи, или фотонов и глюоны для квантов поля. Поскольку изолированные кварков экспериментально недоступны из-за цвета родов, простейших доступных эксперименты связаны взаимодействие лептонов, во-первых, друг с другом, и во-вторых, лептонов с нуклонов, которые состоят из кварков и глюонов. Для изучения столкновений кварков друг с другом, ученые прибегают к столкновений нуклонов, которые на высоких энергий пользой может считаться по сути 2-тела взаимодействия кварков и глюонов, из которых они состоят. Таким образом физики элементарных частиц склонны использовать машины, создавая пучки электронов и позитронов, протонов, антипротонов, взаимодействующих друг с другом или с простым ядра (например, водорода и дейтерия) при высоких энергиях можно, как правило сотен ГэВ или больше. Ядерной физики и космологии могут использовать балки голые атомных ядер, лишен электронов, для изучения структуры, взаимодействия и свойства ядер, сами и конденсированных при чрезвычайно высоких температурах и плотности, такие как могли иметь место в первые минуты после большого взрыва. Эти расследования часто включают столкновения тяжелых ядер – атомов железа или золота – при энергиях несколько ГэВ в нуклон.Ускорители частиц может также производить протонных пучков, которые могут производить Протон богатые медицинский или исследования изотопов в отличие от нейтрон-богатые люди те, сделанные в реакторах деления; Однако недавняя работа показывает, как сделать 99Mo, как правило, сделаны в реакторах, ускоряющее изотопов водорода, хотя этот метод по-прежнему требует реактор для производства трития. Примером этого типа машины является LANSCE в Лос-Аламосе.

Результаты (русский) 2:

Пользы
пучки частиц высоких энергий полезны как для фундаментальных и прикладных исследований в области естественных наук, а также во многих технических и промышленных областях , не связанных с фундаментальными исследованиями. Было подсчитано , что существует примерно 30 000 ускорителей по всему миру. Из них только около 1% являются научно - исследовательские машины с энергией выше 1 ГэВ, в то время как около 44% предназначены для лучевой терапии, 41% для ионной имплантации, 9% для промышленной переработки и исследований, а также 4% для медико - биологических и других исследований низких энергий. Гистограмма показывает распад ряда промышленных ускорителей в соответствии с их приложениями. Эти цифры основаны на 2012 статистических данных , доступных из различных источников, в том числе производства и данные о продажах , опубликованных в презентации или маркетинговых исследований, а также данные , предоставленные рядом производителей.
Физика высоких энергий
Крупнейшие ускорители элементарных частиц с самыми высокими энергиями частиц являются релятивистская Тяжелое Ion Collider (RHIC) в Брукхейвенской национальной лаборатории и Большой адронный коллайдер (LHC) в ЦЕРН (вступивший он-лайн в середине ноября 2009 года). Эти ускорители используются для экспериментальной физики элементарных частиц.
Для самых основных запросов в динамике и структуре материи, пространства и времени, физики ищут простейшие виды взаимодействий при предельно высоких энергиях. Они , как правило , влекут за собой энергии частиц многих ГэВ, а также взаимодействия простейших видов частиц: лептоны (например , электроны и позитроны) и кварки для материи, или фотоны и глюоны для квантов поля. Так как отдельные кварки экспериментально недоступны из - за удержания цвета, простейшие , доступные эксперименты включают взаимодействий, во- первых, лептоны друг с другом, а во- вторых, лептонов с нуклонами, которые состоят из кварков и глюонов. Для изучения столкновений кварков друг с другом, ученые прибегают к столкновениях нуклонов, которые при высокой энергии может быть полезно рассматривать как по существу 2-тела взаимодействий кварков и глюонов , из которых они состоят. Таким образом , элементарные физики частиц , как правило, используют машины , создающие пучки электронов, позитронов, протонов и антипротонов, взаимодействуя друг с другом или с простейшими ядрами (например, водорода или дейтерия) при предельно высоких энергиях, в общем случае сотен ГэВ или больше. Ядерные физики и космологи могут использовать пучки голых атомных ядер, раздели электронов, исследовать структуру, взаимодействия и свойства самих ядер, и конденсированного вещества при экстремально высоких температурах и плотности, например, могло произойти в первые моменты Большого взрыва. Эти исследования часто связаны с столкновений тяжелых ядер - атомов , таких как железо или золото. - При энергиях в несколько ГэВ на нуклон
ускорители элементарных частиц также может производить пучки протонов, которые могут производить протоноизбыточных медицинских или научных исследований изотопов , в отличие от нейтронообогащенных из них сделано в реакторах деления; Тем не менее, недавние исследования показали , как сделать 99Mo, как правило , производится в реакторах за счет ускорения изотопы водорода, хотя этот метод еще требует реактор для производства трития. Примером такого типа машины LANSCE в Лос - Аламосе.