Sekilas Ihwal Pemercepat Partikel (Particle Accelerator)
Pada tahun 1933, ilmuwan mengidentifikasi adanya sinar kosmik, suatu sumber partikel berenergi tinggi yang berasal dari angkasa luar. Ketika partikel berenergi tinggi (proton) dari ruang angkasa ini menumbuk atom timah (tepatnya inti dari atomnya), banyak partikel-partikel yang lebih kecil berhamburan keluar. Partikel-partikel ini bukan proton atau neutron, tetapi yang lebih kecil dari itu. alasannya yaitu itu ilmuwan mangambil kesimpulan bahwa nukelus niscaya tersusun atas partikel yang lebih kecil. pencarian pun dimulai bagi partikel-partikel ini. Pada ketika itu, satu-satunya cara untuk menumbukkan partikel berenergi tinggi dengan atom yaitu dengan pergi menuju puncak gunung dimana radiasi kosmik lebih gampang didapat.
Namun lalu ilmuwan membuat sebuah divais yang sanggup mempercepat partikel hingga mencapai kecepatan yang sangat tinggi--energi kinetik yang tinggi-- untuk lalu menumbukkannya ke atom target. Hasil dari tumbukan tersebut lalu dideteksi dan dianalisa. Informasinya memberitahu kita partikel-partikel yang menyusun atom dan gaya-gaya yang mengikatnya.
Kita sanggup menemukan akselerator partikel di dalam TV CRT, di dalam sana CRT menangkap partikel (elektron) dari katoda, lalu mempercepatnya dan lalu dirubah arahnya oleh elektromagnet di dalam ruang hampa (vacuum) untuk lalu menghantamkannya ke molekul-molekul fosfor pada layar. hasil tumbukan ini berupa titik-titik cahaya atau pixel di TV anda.
Sebuah partikel akselerator bekerja dengan cara yang sama dengan CRT, kecuali ukurannya yang jauh lebih besar, partikel dipercepat dengan kecepatan yang juga lebih besar (mendekati kecepatan cahaya) dan hasil tumbukannya berupa partikel yang lebih subatomik dan majemuk jenis dari radiasi nuklir. pertikel dipercepat oleh gelombang elektromagnetik di dalam divais, sanggup diibaratkan mirip peselancar yang terdorong sepanjang gelombang laut. Semakin berenergi partikel, semakin baik kita sanggup melihat struktur materi. Sama halnya mirip ketika bola billiard yang didorong dengan stik. ketika bola billiard (partikel berenergi) dinaikkan kecepatannya, bola akan mendapatkan energi lebih sehingga sanggup lebih baik dalam membuat hamburan bola-bola di meja billiard (membebaskan lebih banyak partikel).
Akselerator partikel terbagi menjadi dua buah tipe dasar:
1. Linier (Linacs)- partikel melaju dalam track yang panjang dan lurus lalu bertumbukan dengan target.
2. Melingkar (Cyclotron) - partikel melaju sepanjang jalur melingkar hingga mereka bertumbukan dengan target.
Linear accelerator (linac)
Pada akselerator linier, pertikel melaju dalam ruang terowongan tembaga hampa udara. elektron-elektron mengendarai gelombang yang diciptakan oleh pambangkit gelombang yang disebut klystron. Elektromagnet menjaga supaya partikel tetap berada pada sorotan yang sempit( tidak menyebar). Ketika sorotan partikel menumbuk sasaran di simpulan terowongan, majemuk detektor mencatat kejadian-kejadian yang terjadi--partikel subatomik dan radiasi yang dilepaskan. Akselerator jenis ini ukurannya sangat besar dan diletakkan di bawah tanah. Contoh dari akselerator jenis ini yaitu Linacs di Stanford Linear Accelerator Laboratory (SLAC) di california, yang panjangnya 1,8 mil (3 km).
Stanford Linear Accelerator Laboratory (SLAC) tampak dari udara, laboratorium ini terletak di bawah tanah dalam gambar ditandai dengan garis putih
Cyclotron
Cyclotron merupakan akselerator partikel yang sering dipakai untuk memproduksi radioisotope untuk PET (Positron Emission Tomography), suatu alat pencitraan medis yang memanfaatkan postiron (anti elektron) untuk menghasilkan gambaran bab dalam badan manusia. Akselerator melingkar melaksanakan kerja yang sama dengan yang dilakukan linacs (Linear Accelerator). Namun, alih-alih memakai track yang lurus, akselerator melingkar mendorong partikel-partikel sepanjang track yang melingkar berkali-kali. Pada tiap jalur, medan magnetik diperkuat sehingga partikel beam akan dipercepat secara berurutan. Ketika partikel telah mencapai energi tertinggi atau yang diinginkan, sebuah sasaran diletakkan pada garis edar dari sorotan partikel (particle beam) atau di erat detektor-detektor. Akselerator jenis ini merupakan jenis akselerator pertama yang ditemukan pada tahun 1929 dan mempunyai ukuran diameter 4 inci atau 10 cm. Cyclotron lawrence yang merupakan akslerator partikel pertama memakai dua buah magnet berbentuk D yang dipisahkan oleh ruang yang sempit. Tegangan AC berfrekuensi tinggi membuat sebuah medan listrik melintasi ruang sempit diantara dua elektroda berbentuk karakter D (biasa disebut Dee), energy akan terus ditambahkan tiap kali partikel melewati gap antar dee sehingga partikel akan dipercepat dan massanya akan bertambah sebagai jawaban dari kecepatan partikel yang mendekati kecepatan cahaya. Dengan semakin cepatnya partikel melaju, jari-jari garis edarnya akan semakin melebar hingga mereka menumbuk sasaran yang terletak di bab terluar lingkaran. Cyclotron jenis ini terbukti efektif tetapi tidak akan sanggup mencapai tingkat energi yang dicapai cyclotron moderen.
Akselerator melingkar yang modern menempatkan klytrons dan elektromagnet di sekeliling terowongan tembaga untuk mempercepat partikel. Beberapa akselerator melingkar juga dilengkapi dengan linac yang pendek untuk mempercepat partikel pada permulaan sebelum memasuki cincin. Contoh akselerator melingkar adalam fermilab yang membentang seluas 10 mil persegi (25,6 km persegi)
Namun lalu ilmuwan membuat sebuah divais yang sanggup mempercepat partikel hingga mencapai kecepatan yang sangat tinggi--energi kinetik yang tinggi-- untuk lalu menumbukkannya ke atom target. Hasil dari tumbukan tersebut lalu dideteksi dan dianalisa. Informasinya memberitahu kita partikel-partikel yang menyusun atom dan gaya-gaya yang mengikatnya.
Kita sanggup menemukan akselerator partikel di dalam TV CRT, di dalam sana CRT menangkap partikel (elektron) dari katoda, lalu mempercepatnya dan lalu dirubah arahnya oleh elektromagnet di dalam ruang hampa (vacuum) untuk lalu menghantamkannya ke molekul-molekul fosfor pada layar. hasil tumbukan ini berupa titik-titik cahaya atau pixel di TV anda.
Sebuah partikel akselerator bekerja dengan cara yang sama dengan CRT, kecuali ukurannya yang jauh lebih besar, partikel dipercepat dengan kecepatan yang juga lebih besar (mendekati kecepatan cahaya) dan hasil tumbukannya berupa partikel yang lebih subatomik dan majemuk jenis dari radiasi nuklir. pertikel dipercepat oleh gelombang elektromagnetik di dalam divais, sanggup diibaratkan mirip peselancar yang terdorong sepanjang gelombang laut. Semakin berenergi partikel, semakin baik kita sanggup melihat struktur materi. Sama halnya mirip ketika bola billiard yang didorong dengan stik. ketika bola billiard (partikel berenergi) dinaikkan kecepatannya, bola akan mendapatkan energi lebih sehingga sanggup lebih baik dalam membuat hamburan bola-bola di meja billiard (membebaskan lebih banyak partikel).
Akselerator partikel terbagi menjadi dua buah tipe dasar:
1. Linier (Linacs)- partikel melaju dalam track yang panjang dan lurus lalu bertumbukan dengan target.
2. Melingkar (Cyclotron) - partikel melaju sepanjang jalur melingkar hingga mereka bertumbukan dengan target.
Linear accelerator (linac)
Pada akselerator linier, pertikel melaju dalam ruang terowongan tembaga hampa udara. elektron-elektron mengendarai gelombang yang diciptakan oleh pambangkit gelombang yang disebut klystron. Elektromagnet menjaga supaya partikel tetap berada pada sorotan yang sempit( tidak menyebar). Ketika sorotan partikel menumbuk sasaran di simpulan terowongan, majemuk detektor mencatat kejadian-kejadian yang terjadi--partikel subatomik dan radiasi yang dilepaskan. Akselerator jenis ini ukurannya sangat besar dan diletakkan di bawah tanah. Contoh dari akselerator jenis ini yaitu Linacs di Stanford Linear Accelerator Laboratory (SLAC) di california, yang panjangnya 1,8 mil (3 km).
Stanford Linear Accelerator Laboratory (SLAC) tampak dari udara, laboratorium ini terletak di bawah tanah dalam gambar ditandai dengan garis putih
Cyclotron
Cyclotron merupakan akselerator partikel yang sering dipakai untuk memproduksi radioisotope untuk PET (Positron Emission Tomography), suatu alat pencitraan medis yang memanfaatkan postiron (anti elektron) untuk menghasilkan gambaran bab dalam badan manusia. Akselerator melingkar melaksanakan kerja yang sama dengan yang dilakukan linacs (Linear Accelerator). Namun, alih-alih memakai track yang lurus, akselerator melingkar mendorong partikel-partikel sepanjang track yang melingkar berkali-kali. Pada tiap jalur, medan magnetik diperkuat sehingga partikel beam akan dipercepat secara berurutan. Ketika partikel telah mencapai energi tertinggi atau yang diinginkan, sebuah sasaran diletakkan pada garis edar dari sorotan partikel (particle beam) atau di erat detektor-detektor. Akselerator jenis ini merupakan jenis akselerator pertama yang ditemukan pada tahun 1929 dan mempunyai ukuran diameter 4 inci atau 10 cm. Cyclotron lawrence yang merupakan akslerator partikel pertama memakai dua buah magnet berbentuk D yang dipisahkan oleh ruang yang sempit. Tegangan AC berfrekuensi tinggi membuat sebuah medan listrik melintasi ruang sempit diantara dua elektroda berbentuk karakter D (biasa disebut Dee), energy akan terus ditambahkan tiap kali partikel melewati gap antar dee sehingga partikel akan dipercepat dan massanya akan bertambah sebagai jawaban dari kecepatan partikel yang mendekati kecepatan cahaya. Dengan semakin cepatnya partikel melaju, jari-jari garis edarnya akan semakin melebar hingga mereka menumbuk sasaran yang terletak di bab terluar lingkaran. Cyclotron jenis ini terbukti efektif tetapi tidak akan sanggup mencapai tingkat energi yang dicapai cyclotron moderen.
Akselerator melingkar yang modern menempatkan klytrons dan elektromagnet di sekeliling terowongan tembaga untuk mempercepat partikel. Beberapa akselerator melingkar juga dilengkapi dengan linac yang pendek untuk mempercepat partikel pada permulaan sebelum memasuki cincin. Contoh akselerator melingkar adalam fermilab yang membentang seluas 10 mil persegi (25,6 km persegi)
Komentar
Posting Komentar