science >> Wetenschap >  >> Fysica

De Oxfordshire Synchrotron

De krachtige lichtbron van de Diamond synchrotron kan worden gebruikt voor een verscheidenheid aan wetenschappelijke projecten, inclusief het ontcijferen van oude manuscripten. Afbeelding met dank aan Diamond Light Source

Door de cijfers, de Diamond synchrotron-faciliteit in Oxfordshire, Engeland, was een enorme onderneming. De bouw van de deeltjesversneller kostte meer dan $ 500 miljoen en is gehuisvest in een cirkelvormig gebouw ter grootte van vijf voetbalvelden. Het produceert ook een zeer gerichte lichtstraal "10 miljard keer helderder dan de zon" [bron:BBC News].

Deze ongelooflijk krachtige lichtbron en de technologische macht erachter hebben veel potentiële wetenschappelijke toepassingen. Maar het zal u misschien verbazen dat de Diamond-synchrotron zijn belangrijkste ontdekkingen op het gebied van theologie zou kunnen opleveren.

Wetenschappers hopen het licht van de Diamond-synchrotron te gebruiken om oude teksten te "lezen" die aanzienlijke schade hebben opgelopen. Hoewel de ontdekking van een oude boekrol of manuscript een grote prestatie is voor archeologen, antropologen en andere onderzoekers, vaak, deze teksten zijn te kwetsbaar om te openen of gewoon te vervaagd of beschadigd om te lezen. Met de Diamond-synchrotron, wetenschappers hopen dat probleem te omzeilen -- met deze deeltjesversneller kunnen wetenschappers sommige boeken lezen zonder ze zelfs maar te openen.

De synchrotron zendt een krachtige röntgenstraling uit die, wanneer toegepast op een boekrol, stelt wetenschappers in staat om een ​​3D-beeld van de tekst te maken. Met behulp van computer imaging software, wetenschappers scheiden vervolgens de verschillende lagen van het beeld om de pagina's van het boek of de scroll te reconstrueren. In sommige gevallen, de tekst is dan leesbaar. De techniek is al met succes toegepast op teksten die zijn geschreven met ijzergal-inkt, die schriftgeleerden in de 12e eeuw begonnen te gebruiken. Omdat deze perkamenten ijzer uit de inkt bevatten, het toepassen van röntgenstraling resulteert in de vorming van een absorptiebeeld , sporen van inkt onderscheiden van perkament.

Een vergelijkbare techniek is gebruikt op delen van de Dode Zeerollen, waar onderzoekers op hun hoede voor waren, uit angst om ze te beschadigen. Zodra het proces van het lezen van teksten is verbeterd, het kan worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan boeken en manuscripten te lezen die, vanwege hun slechte conditie, maakte het ontcijferen van hun betekenis moeilijk.

Veel oude teksten zijn geschreven op perkament gemaakt van gedroogde dierenhuid. Overuren, collageen in het perkament verandert in gelatine, waardoor het perkament en de tekst verslechteren. Wetenschappers kunnen de Diamond synchrotron gebruiken om erachter te komen hoeveel van het collageen van een perkament gelatine is geworden en hoe het perkament vervalt. Ze hopen ook nieuwe inzichten te ontwikkelen over het bewaren van manuscripten en het herstellen van manuscripten waarvan wordt aangenomen dat ze verloren zijn gegaan door de effecten van het milieu en de tijd.

De krachtige lichtbron van de Diamond synchrotron straalt vele soorten licht uit, waardoor onderzoekers afbeeldingen van objecten op atomair niveau kunnen produceren. Op de volgende pagina, we zullen de technologie achter de Diamond-synchrotron en andere synchrotrons nader bekijken. We zullen ook ontdekken wat wetenschappers nog meer hopen te leren van de Diamond-synchrotron.

De diamant-synchrotron

De opvatting van deze kunstenaar over de Diamond synchrotron biedt Afbeelding met dank aan Diamond Light Source

Ook wel de diamanten lichtbron genoemd, de Diamond synchrotron is in januari 2007 in gebruik genomen. Het apparaat produceert intens heldere lichtstralen door het gebruik van een subatomaire deeltjesversneller . Het proces begint met een elektronenkanon dat een bundel elektronen door een rechte buis schiet, genaamd de linac , die de elektronen versnelt voordat ze naar de worden gestuurd circulaire booster synchrotron . In deze ronde kamer, de elektronen versnellen en verwerven energie, uiteindelijk een energieniveau van 3 gigaelektronvolt bereiken. Ze gaan dan een grotere ronde kamer binnen waar, geleid door magneten, ze versnellen tot bijna de snelheid van het licht.

Rechte buizen genaamd bundellijnen strekken zich naar buiten uit vanaf de grootste kamer van het gaspedaal. Terwijl de elektronen met hoge snelheid door de versneller gaan, sommige breken af ​​en reizen langs de bundellijnen. Het licht dat door de bundellijnen komt, kan dan voor verschillende doeleinden worden gebruikt, inclusief het onderzoeken van objecten op atomair niveau.

Een wetenschapper die aan het project werkte, vertelde BBC News dat de Diamond-synchrotron bijzonder nuttig is omdat hij licht produceert van alle uiteinden van het spectrum. magnetron naar röntgen [bron:BBC News]. En het licht dat wordt geproduceerd is fenomenaal helder - 10 miljard keer helderder dan de zon en 100 miljard keer helderder dan een standaard medische röntgenfoto [bron:BBC News].

De Diamond synchrotron werkt 24 uur per dag. Wetenschappers vragen tijd om een ​​van de bundellijnen van de machine te gebruiken. De Diamond synchrotron werd oorspronkelijk gebouwd met zeven bundellijnen, hoewel er nog veel meer zouden kunnen worden toegevoegd. Een onderzoeker, grote opwinding uitdrukkend bij de opening van de Diamond synchrotron, zei dat de machine verreikende effecten zou hebben op Brits wetenschappelijk onderzoek - "van booreilanden tot dingen die zo belangrijk zijn als chocolade" [bron:BBC News].

Er zijn enkele tientallen synchrotrons over de hele wereld. Net als de Diamond-synchrotron, ze fungeren als ongelooflijk krachtige microscopen, wat nieuwe inzichten oplevert in hoe deeltjes eruitzien en zich gedragen op atomair niveau. En net als andere synchrotrons, de Diamond synchrotron zal voor meer worden gebruikt dan het lezen van oude teksten. De opmerkelijke beeldvormingsmogelijkheden van de synchrotron betekenen dat het kan worden gebruikt om alles te bestuderen, van virussen tot magneten tot milieuwetenschap tot kankerbehandelingen tot nieuwe gegevensopslagmedia.

Voor links naar informatie over 's werelds synchrotrons en om meer te leren over synchrotrons en andere krachtige lichtbronnen, bekijk de links op de volgende pagina.

Veel meer informatie

gerelateerde artikelen

  • Hoe Atom Smashers werken
  • Hoe atomen werken
  • Hoe licht werkt
  • Wat is een lichtjaar?
  • Hoe speciale relativiteit werkt
  • elektronenkanon
  • Hoe Van de Graaff-generatoren werken

Meer geweldige links

  • Synchrotrons van de wereld
  • Diamond Synchrotron-project
  • Lichtbronnen.org

bronnen

  • "NSLS alledaagse wetenschap." Brookhaven Nationaal Laboratorium. http://www.nsls.bnl.gov/about/everyday/
  • "De geheimen van oude perkamenten ontrafelen." Diamant. 13 sept. 2007. http://www.diamond.ac.uk/News/LatestNews/press_release_13Sept.htm
  • Vlaming, Nic en Highfield, Roger. "Diamond synchrotron om röntgenstralen te gebruiken om Dode Zeerollen te onderzoeken." De Telegraaf. 12 september 2007. http://www.telegraph.co.uk/earth/main.jhtml?xml=/earth/2007/09/12/sciscroll112.xml
  • Morelle, Rebekka. "Diamond faciliteit begint te schitteren." BBC nieuws. 14 juli 2006. http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/5178034.stm
  • Seward, Liz. "'Super-scope' om verborgen teksten te zien." BBC nieuws. 13 sept. 2007. http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6991893.stm
  • Sheriff, Lucy. "Projecten beginnen bij Diamond synchrotron." Het register. 6 februari 2007. http://www.theregister.co.uk/2007/02/06/synchr_light/