大型強子對撞機(LHC)自2008年發射以來就吸引了公眾的想象

實驗物理學很少成為新聞議程的重點，但是2008年推出的大型強子對撞機(LHC)推動了學術理論的發展，例如尋找希格斯玻色子(也稱為“上帝粒子”)成為人們關注的焦點。

現在，歐洲核研究組織(CERN)正在計劃LHC的繼任者。

新型圓形超級對撞機將緊挨其前身位于瑞士歐洲核子研究組織(CERN)，但其大小將近三倍，周長為100公里。未來圓形對撞機(FCC)將從大型強子對撞機中拾取，繼續研究世界上最小的粒子。

為促進粒子加速器的這種復興，美國將獲得數十年來的第一個新的對撞機設施，該設施將于2030年左右開始運行。紐約電離對撞機(EIC)的任務之一將是使粒子加速更多。高效節能。

這也將影響實驗物理學以外的加速器的使用。像大型強子對撞機一樣成功-最終在2012年發現了希格斯玻色子-粒子加速器有多種形狀和尺寸。它們的用途廣泛，從癌癥的放射療法到廢水處理以及電廠的煙道氣凈化。

 
粒子加速器的使用不限于實驗物理學，現在有與能量轉換相關的應用

粒子加速器如何工作

粒子加速器通過真空使帶電粒子(通常是質子和電子)以增加的速度運動，使其加速到接近光速。

發明了粒子加速器來研究原子核的結構，但是研究導致了多種應用，包括在能源中的應用。加速器可以是圓形的，帶有很強的磁體，可以使粒子流圍繞一個環流動，也可以是線性的，粒子可以從一端到另一端沿直線移動。

追溯到1930年代，當他們被發明用來研究原子核或原子核的結構時，這些設施已被用于一系列研究目的。但是，隨著時間的流逝，這項研究還為加速器創建了許多其他日常應用程序。

如今，從您當地醫院到發電廠的任何地方都可以找到該技術。

更有效地治療癌癥

長期以來，線性電子加速一直用于放射療法中，以產生用于治療癌癥的X射線。最近，質子束和離子束進入了圖像，因為它們可以以更高的精確度傳遞輻射，從而使它們特別有效地治療某些類型的腫瘤。

離子束療法已顯示可阻止多達90%的患者腫瘤生長。該技術已成為一種公認的治療方法，尤其是當惡性腫瘤生長在體內深處或對輻射敏感的組織和器官(如腦干，視神經或腸道)附近時，這些輻射可能會因聚焦不足而受損。

同樣，強度調制放射療法(IMRT)是質子束治療的一種形式，其中還涉及粒子加速器，它同時使用質子和光子來精確地靶向和縮小腫瘤，而不會損壞周圍的健康組織。

 離子束療法已經成為治療腫瘤的公認方法。

幫助清潔環境

加速器還可以提供一種處理發電和工業產生的廢水和煙道氣排放的方法，而這是其他任何方法都無法消除的。

隨著氣候和環境優先事項的增加，使用加速器進行環境清理的想法已經重新回到政策制定者和科學家的議程上。30年前，在美國邁阿密戴德縣的一個試點項目確定，用電子處理廢水可以去除大量對環境有害的物質，包括化學物質和微生物。在其他項目中，加速器幫助韓國一家紡織廠的廢水中的有毒染料清除，并幫助波蘭一家發電廠的煙氣中的二氧化硫和氮氧化物洗滌。

但是，加速器的成本，規模和復雜性阻礙了該領域的進一步發展。

隨著氣候和環境優先事項的增加，使用加速器進行環境清理的想法已經重新回到政策制定者和科學家的議程上。

科學門戶網站Phys.org報告說，正在開展新的計劃，以使加速器技術成為更可行的選擇。例如，美國能源部杰斐遜實驗室的研究人員正在研究一種便攜式加速器，用于環境清潔。它可用于觸發化學反應，將氮氧化物和二氧化硫轉化為硝酸銨和硫酸銨。這些被用來制造肥料，而氨被列為海洋運輸的一種無碳燃料替代品。

 

加速器可幫助您在機場檢查行李

可以說，甚至在這些應用之外，粒子加速器已經滲透到我們的日常生活和我們使用的產品中，從使涂料更快干燥到改變寶石的顏色以及在機場檢查行李的過程中。

隨著新的大型加速器如歐洲的FCC和美國的EIC計劃在未來十年內啟動，技術將繼續發展，諸如此類的大型項目和大型強子對撞機預計將逐步投入使用以改善小型對撞機在工業，醫療保健，能源和許多其他領域。