อ็อกซ์ฟอร์ดเชียร์ ซินโครตรอน

เมื่อดูจากตัวเลขแล้ว โรงงานไดมอนด์ซินโครตรอนในอ็อกซ์ฟอร์ดเชียร์ ประเทศอังกฤษ เป็นกิจการขนาดใหญ่ เครื่องเร่งอนุภาคใช้เงินในการสร้างมากกว่า 500 ล้านดอลลาร์ และตั้งอยู่ในอาคารทรงกลมที่มีขนาดเท่ากับสนามฟุตบอล ห้า สนาม นอกจากนี้ยังผลิตลำแสงที่มีความเข้มข้นสูง " สว่างกว่าดวงอาทิตย์ 10 พันล้านเท่า" [ที่มา: BBC News ]

แหล่งกำเนิดแสงที่ทรงพลังอย่างเหลือเชื่อนี้และพลังทางเทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังนั้นมีการใช้งานทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นไปได้มากมาย แต่อาจทำให้คุณประหลาดใจที่ไดมอนด์ซินโครตรอนสามารถค้นพบสิ่งที่สำคัญที่สุดในด้านเทววิทยา

นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะใช้แสงจากไดมอนด์ซินโครตรอนเพื่อ "อ่าน" ตำราโบราณที่ได้รับความเสียหายอย่างมาก แม้ว่าการค้นพบม้วนกระดาษหรือต้นฉบับโบราณจะเป็นความสำเร็จครั้งสำคัญสำหรับนักโบราณคดี นักมานุษยวิทยา และนักวิจัยอื่นๆ แต่บ่อยครั้ง ข้อความเหล่านี้เปราะบางเกินกว่าจะเปิดออก หรือเพียงจางหรือเสียหายเกินกว่าจะอ่านได้ ด้วยไดมอนด์ซินโครตรอน นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะสามารถแก้ไขปัญหานั้นได้ เครื่องเร่งอนุภาคนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์อ่านหนังสือบางเล่มได้โดยไม่ต้องเปิดอ่าน

ซินโครตรอนจะปล่อยรังสีเอกซ์ อันทรงพลัง ซึ่งเมื่อนำไปใช้กับม้วนหนังสือ ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างภาพสามมิติของข้อความได้ ด้วยความช่วยเหลือของซอฟต์แวร์สร้างภาพคอมพิวเตอร์ นักวิทยาศาสตร์จึงแยกชั้นต่างๆ ของรูปภาพเพื่อสร้างหน้าหนังสือหรือเลื่อนขึ้นใหม่ ในบางกรณี ข้อความนั้นสามารถอ่านได้ เทคนิคนี้ประสบความสำเร็จในการประยุกต์ใช้กับข้อความที่เขียนด้วยหมึกน้ำดีซึ่งนักกรานเริ่มใช้ในศตวรรษที่ 12 เนื่องจากแผ่นหนังเหล่านี้มีธาตุเหล็กจากหมึก การฉายรังสีเอกซ์จึงทำให้เกิดภาพการดูดกลืนแยกร่องรอยของหมึกออกจากกระดาษ parchment

มีการใช้เทคนิคที่คล้ายคลึงกันกับบางส่วนของ Dead Sea Scrolls ซึ่งนักวิจัยต่างระมัดระวัง เนื่องจากกลัวว่าจะเกิดความเสียหาย เมื่อกระบวนการอ่านข้อความได้รับการปรับปรุงแล้ว สามารถใช้อ่านหนังสือและต้นฉบับได้หลากหลายรูปแบบ ซึ่งทำให้การถอดรหัสความหมายยากขึ้นเนื่องจากสภาพที่ย่ำแย่

ตำราโบราณจำนวนมากเขียนไว้บนกระดาษรองอบที่ทำจากหนังสัตว์แห้ง เมื่อเวลาผ่านไป คอลลาเจนในกระดาษ parchment จะกลายเป็นเจลาติน ทำให้กระดาษและข้อความเสื่อมสภาพ นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ไดมอนด์ซินโครตรอนเพื่อเรียนรู้ว่าคอลลาเจนของแผ่นหนังกลายเป็นเจลาตินและระดับการสลายตัวของแผ่นหนังมากน้อยเพียงใด พวกเขายังหวังที่จะพัฒนาข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับวิธีการอนุรักษ์ต้นฉบับและกู้คืนสิ่งที่เชื่อว่าสูญหายไปจากผลกระทบของสิ่งแวดล้อมและเวลา

แหล่งกำเนิดแสงอันทรงพลังของ Diamond synchrotron ปล่อยแสงหลายประเภท ทำให้นักวิจัยสามารถสร้างภาพวัตถุในระดับอะตอมได้ ในหน้าถัดไป เราจะเจาะลึกถึงเทคโนโลยีเบื้องหลังไดมอนด์ซินโครตรอนและซินโครตรอนอื่นๆ นอกจากนี้เรายังจะค้นหาสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะได้เรียนรู้จากไดมอนด์ซินโครตรอนอีกด้วย

ไดมอนด์ซินโครตรอนเรียกอีกอย่างว่าแหล่งกำเนิดแสงไดมอนด์ซึ่งเริ่มดำเนินการในเดือนมกราคม 2550 อุปกรณ์สร้างลำแสงที่สว่างจ้าอย่างเข้มข้นโดยใช้เครื่องเร่งอนุภาคย่อย กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยปืนอิเล็กตรอนที่ยิงลำแสงอิเล็กตรอนลงสู่ท่อตรงที่เรียกว่าlinacซึ่งเร่งความเร็วของอิเล็กตรอนก่อนที่จะส่งพวกมันเข้าไปในซินโครตรอนบูสเตอร์แบบวงกลม ในห้องทรงกลมนี้ อิเล็กตรอนจะเร่งความเร็วและรับพลังงาน ในที่สุดจะมีระดับพลังงานถึง 3 กิกะอิเล็กตรอนโวลต์ จากนั้นพวกมันจะเข้าไปในห้องทรงกลมขนาดใหญ่ที่มีแม่เหล็ก นำทาง พวกมันเร่งความเร็วจนเกือบเท่ากับความเร็วแสง

ท่อตรงที่เรียกว่า บีม ไลน์ยื่นออกไปด้านนอกจากห้องที่ใหญ่ที่สุดของคันเร่ง ขณะที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านคันเร่งด้วยความเร็วสูง บางส่วนจะแตกออกและเคลื่อนที่ไปตามลำแสง จากนั้นแสงที่ส่องผ่านลำแสงจะถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย รวมถึงการตรวจสอบวัตถุในระดับอะตอม

นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในโครงการนี้บอกกับ BBC News ว่าไดมอนด์ซินโครตรอนมีประโยชน์อย่างยิ่งเพราะมันสร้างแสงจากปลายสเปกตรัมทั้งหมด ไมโครเวฟไปจนถึงเอ็กซ์เรย์ [ที่มา: BBC News ] และแสงที่ผลิตออกมานั้นสว่างอย่างน่าอัศจรรย์ สว่างกว่าดวงอาทิตย์ 10 พันล้านเท่าและสว่างกว่าเครื่องเอกซเรย์ทางการแพทย์มาตรฐาน 100 พันล้านเท่า [ที่มา: BBC News ]

ไดมอนด์ซินโครตรอนทำงานตลอด 24 ชั่วโมง นักวิทยาศาสตร์ใช้เวลาเพื่อใช้ลำแสงของเครื่อง ไดมอนด์ซินโครตรอนถูกสร้างขึ้นครั้งแรกด้วยลำแสงเจ็ดเส้น แม้ว่าจะสามารถเพิ่มได้อีกหลายอย่าง นักวิจัยคนหนึ่งที่แสดงความตื่นเต้นอย่างมากในการเปิด Diamond synchrotron กล่าวว่าเครื่องดังกล่าวจะมีผลกระทบในวงกว้างต่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของอังกฤษ - "ตั้งแต่แท่นขุดเจาะน้ำมันไปจนถึงสิ่งที่สำคัญพอ ๆ กับช็อกโกแลต" [ที่มา: BBC News ]

มีซินโครตรอนหลายสิบตัวทั่วโลก เช่นเดียวกับไดมอนด์ซินโครตรอน พวกมันทำหน้าที่เป็นกล้องจุลทรรศน์ ที่ทรงพลังอย่างเหลือเชื่อ ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับลักษณะและพฤติกรรมของอนุภาคในระดับอะตอม และเช่นเดียวกับซินโครตรอนอื่นๆ ไดมอนด์ซินโครตรอนจะถูกใช้มากกว่าการอ่านตำราโบราณ ความสามารถในการสร้างภาพที่โดดเด่นของซินโครตรอนหมายความว่าสามารถใช้เพื่อศึกษาทุกอย่างตั้งแต่ไวรัสแม่เหล็ก วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม การ รักษา มะเร็งไปจนถึงสื่อบันทึกข้อมูลใหม่

สำหรับลิงก์ไปยังข้อมูลเกี่ยวกับซินโครตรอนของโลก และเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับซินโครตรอนและแหล่งกำเนิดแสงอันทรงพลังอื่นๆ โปรดดูลิงก์ในหน้าถัดไป

บทความที่เกี่ยวข้อง

ลิงค์ที่ยอดเยี่ยมเพิ่มเติม