粒子ビームとは何ですか？

粒子ビームは、加速された粒子のビームであり、通常は帯電した粒子（イオン）です。 粒子ビームの実際の応用には、粒子加速器（「原子スマッシャー」）、プラズマ物理学、カソード線チューブテレビ、コンピューターディスプレイ、および癌療法が含まれます。 1980年代に粒子ビーム兵器に関する短い研究の後、そのような調査はほとんど削除され、レーザーやその他の指示されたエネルギー兵器が最近注目と研究費を獲得しました。 粒子ビームの自然な例は、電子が負に帯電した雲から中性地面にジャンプする稲妻です。 ほとんどの粒子ビームは、一連のデバイスを介して粒子のストリームを実行することによって作成されます。各デバイスは、それぞれがかなりの速度に加速するまで、ビームに少し微調整を行います。 一部のパルティCle Accelerators、この速度は光速の99.999％になります。 電子で構成された粒子ビームは、これらの粒子はプロトンの1,000倍以上軽量であるため、最も簡単に加速することができるため、最速である傾向があります。

「粒子ビーム」という用語にはSFの感触がありますが、粒子ビームはすべてのカソード光線チューブテレビにあります。 すべての電気ケーブルでさえ、その経路がめったに直線的ではないにもかかわらず、ある種の電子粒子ビームを含むと見なすことができます。 カソード光線チューブテレビでは、粒子ビームが電子ガンによって生成されます。 電子ガンは、蛍光スクリーンに電子を発射します。これは、入ってくる粒子に応じて点灯し、絵を生成します。

粒子ビームの革新的な使用の1つは、粒子ビームが癌細胞を殺すように指示されている放射線療法です。 このアプローチの欠点は、健康な細胞と過剰な放射線曝露のリスク。 作用のメカニズムは、悪性細胞のDNAに損傷を与える放射線であり、自己複製ができなくなるようになります。 このタイプの放射線療法における課題の1つは、低酸素腫瘍の形成です。これは、血液供給を上回る腫瘍です。 高レベルの酸素を持つ腫瘍は、放射線療法に最適です。放射線を伴う酸素組織を爆撃すると、癌細胞に二次損傷を引き起こす多数のフリーラジカルが放出されます。

世界で最も強力な粒子ビームは、スイスのジュネーブ近くの大型ハドロンコリダー（LHC）など、最大の粒子加速器で使用されているものです。 大きなハドロンのコライダーは、地下に175 m（570フィート）である27 km（17マイル）のトンネルにあります。 約100億米ドル（米ドル）の費用で、LHCはこれまでに構築された最大かつ最も高価なマシンの1つです。