Оксфордширский синхротрон

Судя по цифрам, синхротронная установка Diamond в Оксфордшире, Англия, была масштабным предприятием. Строительство ускорителя частиц обошлось более чем в 500 миллионов долларов, и он расположен в круглом здании, равном по размеру пяти футбольным полям. Он также производит остро сфокусированный луч света , «в 10 миллиардов раз ярче Солнца» [источник: BBC News ].

Этот невероятно мощный источник света и технология, стоящая за ним, могут иметь множество потенциальных научных применений. Но вас может удивить, что алмазный синхротрон смог сделать самые важные открытия в области богословия.

Ученые надеются использовать свет синхротрона Diamond для «чтения» древних текстов, которые сильно пострадали. Хотя открытие древнего свитка или рукописи представляет собой большое достижение для археологов, антропологов и других исследователей, зачастую эти тексты слишком хрупкие, чтобы их можно было открыть, или просто слишком выцветшие или поврежденные, чтобы их можно было прочитать. Ученые надеются решить эту проблему с помощью алмазного синхротрона — этот ускоритель частиц позволяет ученым читать некоторые книги, даже не открывая их.

Синхротрон испускает мощное рентгеновское излучение , которое при воздействии на свиток позволяет ученым создавать трехмерное изображение текста. Затем с помощью компьютерного программного обеспечения для обработки изображений ученые разделяют различные слои изображения, чтобы реконструировать страницы книги или прокрутки. В некоторых случаях текст становится читабельным. Этот метод уже успешно применялся к текстам, написанным железно-желчными чернилами, которые писцы начали использовать в XII веке. Поскольку эти пергаменты содержат железо из чернил, применение рентгеновских лучей приводит к формированию абсорбционного изображения , отличающего следы чернил от пергамента.

Похожая техника использовалась на частях свитков Мертвого моря, к которым исследователи относились с осторожностью, опасаясь их повреждения. Как только процесс чтения текстов будет улучшен, его можно будет использовать для чтения различных книг и рукописей, которые из-за плохого состояния затрудняют расшифровку их смысла.

Многие древние тексты написаны на пергаменте из высушенной кожи животных. Со временем коллаген в пергаменте превращается в желатин, что приводит к порче пергамента и текста. Ученые могут использовать алмазный синхротрон, чтобы узнать, какая часть коллагена пергамента превратилась в желатин, а также степень разложения пергамента. Они также надеются получить новое представление о том, как сохранить рукописи и восстановить те, которые, как считается, были утеряны из-за воздействия окружающей среды и времени .

Мощный источник света алмазного синхротрона излучает множество типов света, что позволяет исследователям получать изображения объектов на атомарном уровне. На следующей странице мы более подробно рассмотрим технологию, лежащую в основе синхротрона Diamond и других синхротронов. Мы также узнаем, что еще ученые надеются узнать от синхротрона Diamond.

Алмазный синхротрон, также называемый «Алмазный источник света», начал работать в январе 2007 года. Устройство производит интенсивные яркие лучи света за счет использования ускорителя субатомных частиц . Процесс начинается с электронной пушки, которая выпускает пучок электронов по прямой трубке, называемой линейным ускорителем , которая ускоряет электроны перед отправкой их в кольцевой бустерный синхротрон . В этой круглой камере электроны ускоряются и приобретают энергию, в конечном итоге достигая уровня энергии в 3 гигаэлектронвольта. Затем они входят в большую круглую камеру, где, управляемые магнитами , разгоняются почти до скорости света.

Прямые трубы, называемые лучами, выходят наружу из самой большой камеры ускорителя. По мере того, как электроны движутся через ускоритель с высокой скоростью, некоторые из них отрываются и перемещаются по каналам пучка. Затем свет, проходящий через лучи, можно использовать для различных целей, в том числе для изучения объектов на атомарном уровне.

Ученый, работающий над проектом, рассказал BBC News, что синхротрон Diamond особенно полезен, поскольку он излучает свет со всех концов спектра, от микроволнового до рентгеновского [источник: BBC News ]. И производимый свет феноменально яркий — в 10 миллиардов раз ярче солнца и в 100 миллиардов раз ярче стандартного медицинского рентгеновского снимка [источник: BBC News ].

Алмазный синхротрон работает круглосуточно. Ученые подают заявку на время, чтобы использовать одну из линий луча машины. Первоначально синхротрон Diamond был построен с семью лучами, хотя можно было добавить гораздо больше. Один исследователь, выразивший большое воодушевление по поводу открытия синхротрона Diamond, сказал, что машина окажет широкое влияние на британские научные исследования — «от нефтяных вышек до таких важных вещей, как шоколад» [источник: BBC News ].

В мире насчитывается несколько десятков синхротронов. Как и алмазный синхротрон, они действуют как невероятно мощные микроскопы , позволяющие по-новому взглянуть на то, как частицы выглядят и ведут себя на атомном уровне. И, как и другие синхротроны, синхротрон Diamond будет использоваться не только для чтения древних текстов. Замечательные возможности синхротрона в области визуализации означают, что его можно использовать для изучения всего: от вирусов и магнитов до наук об окружающей среде, лечения рака и новых носителей данных.

Чтобы получить ссылки на информацию о синхротронах в мире и узнать больше о синхротронах и других мощных источниках света, перейдите по ссылкам на следующей странице.

Статьи по Теме

Больше отличных ссылок