MRI 01Ressonância magnética ou MRITécnica diagnóstico que usa os princípios da ressonância magnética nuclear para adquirir imagens do tecido ou o órgão de interesse. As imagens criadas pela ressonância magnética são usadas em medicina por ao redor vinte anos mas a procura de base neste campo que sobe novamente uns anos Trinta e Quarenta, com estudos de importância fundamental no comportamento dos núcleos atômicos absorvidos em campos magnéticos.O princípio da ressonância magnética é aplicável ao corpo humano, em quanto é constituído por um número grande de ímãs biológicos pequenos o mais abundante de que é o próton ou núcleo do átomo de hidrogênio. É adquirida a ressonância magnética de um tecido seguindo três estádios fundamentais. No princípio o tecido a ser analisado é imergido em um campo magnético estático (30.000 vezes mais intenso que o campo o terráqueo magnético) que age nos núcleos atômicos, enquanto determinando uma condição de "é estático", não caracterizado por uma magnetização nada. Em de acordo com lugar um campo magnético periódico oscilando para a pessoa determinada freqüência de rádio é aplicada (freqüência de ressonância) que "excita" os núcleos e dirige os momentos magnéticos de acordo com uma direção estabelecida. Em terceiro lugar o interrompe o campo oscilando e os momentos magnéticos que eles são dirigidos de modo casual, enquanto enviando a energia absorvida previamente na forma de um sinal que é ganho por um mastro particular. Este sinal serve como base para a construção das imagens interiores do corpo, em base para princípios semelhante a esses usados para a tomografia axial computadorizada (TAC) para raios o X.A ressonância magnética é, hoje, em grau produzir, de modo não invasiva, imagens funcionais para emagrecer seção de qualquer parte do corpo, em qualquer ângulo e direção, em um cansado de tempo breve relativamente, com um potencial enorme para a diagnose precoce de várias doenças e para o aumento do knowledges de base, médico e biológico.A ressonância magnética é de freqüente a técnica diagnóstico de eleição para quase todas as doenças do cérebro e o sistema nervoso central. As imagens produzidas têm a mesma resolução anatômica e um contraste bom em comparação às imagens adquiridas com o TAC, enquanto em comparação à tomografia de assunto de positrons (ACARICIE) eles têm um maior detalhe anatômico. Embora você não introduz riscos, a ressonância magnética não pode ser empregada nos portadores pacientes de marcapasso cardíaco ou objetos metálicos pequenos que poderiam ser pelo campo magnético. Embora você relativamente transação com um exame caro, a ressonância magnética é um exemplo bom de como informação diagnóstico nova e precisa para riscos inferiores pode ser adquirido em comparação a outras técnicas.
Emita tomografia de positrons ou ACARICIETécnica da medicina nuclear usou por analisar algumas características dos tecidos interiores do organismo. A tomografia de assunto de positrons está baseado no uso de um carro, ciclotron chamado que como fonte de isotopes radioativo é empregado. Uma vez produzido, estes são injetados no corpo do paciente onde eles enviam para positrons. Estes, quando eles entrarem em colisão com os elétrons dos tecidos do organismo, eles produzem fótons que são notados por um contador de cintilação. A informação é elaborada subseqüentemente por exemplo por um computador que fornece imagens e dados relativos, para o fluxo do sangue ou para o curso de determinadas tentativas metabólicas dentro dos tecidos analisados.O scannings adquirido com o ACARICIE é particularmente útil para a diagnose de tumores, ischemie ou de outras doenças cerebrais; you/they são usados além de nas procuras digite neurológico e nos testes experimentais de mappatura das funções cerebrais.
CiclotronAcelerador de partículas capaz ligar as partículas subatômicas em trajetórias curvadas, explorando intensos eleitores de campos e magnético.
Acelerador de partículas
Instrumento usou por apressar partículas posições elementares ou íones, enquanto trazendo a energia cinética deles/delas a valores muito elevados. Os aceleradores de partículas estão entre as maiores e caras ferramentas empregadas pelos físicos para o estudo da estrutura fundamental do assunto e as forças que you/they regulam as interações entre partículas. Três elementos estruturais fundamentais unem todos os carros deste tipo: uma fonte de partículas, um tubo em qual o nulo é feito dentro de qual mexe o pacote das partículas e dispositivos diferentes para gravar a aceleração.
ACELERADORES ELETROSTÁTICOS
Podem ser aceleradas as partículas dotadas de posição elétrica por um campo eletrostático. Em 1932, aplicando uma diferença elevada de potencial (800.000 Volts) para um par de eletrodos fixados às extremidades de um tubo para esvaziar, os cientistas britânico John D. Cockcroft e Ernest Walton tiveram sucesso acelerando a uma energia de 250.000 elettronvolts (eV) dos prótones e, os enviar em um objetivo constituíram por átomos de litio para adquirir a desintegração da estrutura atômica. A técnica de Cockcroft e Walton, embora até agora em desuso para as energias limitadas que you/he/she podem fornecer, you/he/she permaneceu durante aproximadamente cinqüenta anos o a maioria difundiu método para gravar às partículas o empurrão inicial, necessário a apresentar em aceleradores mais poderosos. Um desenvolvimento do método de Cockcroft e Walton era o gerador famoso de Van de Graaff, concebido ao começo dos ano trinta pelo físico Robert Jemison Van de Graaff no qual a diferença de potencial entre os dois eletrodos foi consumida o transporte de posições em uma correia móvel. Os aceleradores modernos de Van de Graaffs podem apressar partículas até a energia de 15 MeVs (15 milhões de elettronvolt).
LINAC
O acelerador linear (linac) you/he/she foi concebido ao término dos Ventos de anos. Usa um campo elétrico oscilando para apressar partículas ao longo de uma trajetória de rectilinear. As partículas atravessam umas séries de buraco de freqüência de rádio, você se alinha dentro de um tubo para esvaziar: o campo elétrico alternado junta as partículas em pacotes que sentem a aceleração quando eles cruzarem o espaço entre dois buraco. Em linha teórica um linac pode ser construído capaz produzir energias enormes: em prática isto é impossível, porque o comprimento do acelerador cresceria a excesso. Hoje o maior linac existente é achado para a Universidade de Stanford, 3,2 km é longo e pode apressar elétrons a uma energia de 50 GeVs (50 milhões de elettronvolt). O linac de Stanford foi projetado para fazer colidir dois pacotes de partículas, depois destes foi mantido durante um certo tempo em anéis de acumulação (você vê em cima de, anel Collisore de acumulação).
ACELERADORES CIRCULARES
Os aceleradores circulares foram concebidos por poder apressar as energias elevou partículas, com carros de dimensões limitadas,: a energia das partículas que aumentos de uma quantidade pequena para toda corrida da circunferência do carro, é capaz, de princípio, ser feito crescer a prazer que faz completar às partículas um muito grande número de revoluções.
Ciclotron
Em 1939 o físico Ernest O. Lawrence ganhou o prêmio de Nobel para as físicas graças à invenção do ciclotron, primeiro acelerador de partículas de forma circular. O carro é constituído através de dois eletrodos você extrato formar de D, fixa a pessoa em frente ao outro (x71; D) e conectado a um gerador de oscilar tensão: para o fora dos quartos esvaziar um eletroímã poderoso produz um campo uniforme magnético (guia de campo de lema), isso serve fazer mover as partículas ao longo de uma trajetória curvada com velocidade constante. A toda passagem pelo espaço vazio entre os dois eletrodos as partículas estão aceleradas e, assim que eles aumentem a energia cinética deles/delas, aumenta o raio da circunferência descrita, de tal modo que a trajetória deles/delas o se orienta às extremidades do acelerador, enquanto assumindo uma forma para disparar. O pacote é desviado então de um deflector eletrostático para o fora do acelerador e dianteira contra um objetivo.
Quando as partículas alcançarem próxima velocidade a esses da luz, não é possível negligenciar efeitos relativísticos isso que o aumento da massa, como you/he/she é prescrito pela teoria da relatividade. Por exemplo, no ciclotron fica difícil de manter em fase o campo externo oscilando e a freqüência de revolução das partículas. A solução para este problema foi sugerida em 1945 pelo físico soviético Vladimir eu. Veksler e do físico americano Edwin Mattison McMillan que inventou o sincrociclotrone chamou também ciclotron de modulação de freqüência. Nesta ferramenta a freqüência do oscilador (gerando de freqüência de rádio) que apressa as partículas à passagem entre o you/he/she de Ds é regulado automaticamente em base à freqüência de rotação das partículas, e reduto vem quando ligeiramente a massa dos aumentos de partículas. Ser elevado valores de energia com um sincrociclotrone um carro é necessário de dimensões grandes, como o aumento da aceleração provoca um aumento progressivo do raio da órbita descrito pelas partículas. O maior sincrociclotrone existente é isso de Dubna, na Rússia, em grau apressar um pacote de prótones até ao redor 700 MeVs.
Betatrone
A massa dos elétrons consideravelmente aumentos quando eles são acelerados a energias relativísticas: para a energia de 1 MeV, o elétron tem uma massa três vezes maior que sua massa descanse. Apressar o empregado de elétrons de propósito um acelerador vem estudado então, disse betatrone. Consiste em um quarto para esvaziar para formar de pão, situado entre os postes de um eletroímã. Quando uma corrente alternada é aplicada ao eletroímã, a variação de fluxo do campo magnético pela órbita circular dos elétrons resulta em uma força induziu elettromotrice que apressa o pacote. O campo e o fluxo magnético são regulados de forma que manter constante o raio da órbita dos elétrons.
Sincrotrone
O sincrotrone é o mais recente e a pessoa mais poderosa entre os aceleradores circulares. You/he/she é constituído por um cabo de anel grande cercado por ímãs que eles servem acima de tudo manter a trajetória das partículas ao centro do anel. Depois de ter sido preaccelerate a uma energia de diferente milhões de elettronvolt, o you/they de partículas são introduzidos no anel onde eles sofrem uma aceleração em um ou mais pontos da órbita circular. Alcançado a energia de algum GeVs, uma tentativa que termina em poucos segundo, as partículas são expelidas e você se dirige em um aparato experimental novo, ou contra objetivos oportunos onde you/they podem produzir partículas elementares diferentes. Estes carros são principalmente usados para apressar prótones (protosincrotroni), mas quadris de elétrons são aplicados (elettrosincrotroni).
Em 1952, se aproxime os laboratórios de Brookhaven, no estado em Nova Iorque, começou a trabalhar o Cosmotron, o primeiro protosincrotrone que poderiam apressar os pacotes de partículas à energia de 3 Gevs. Para meio os anos sessenta, you/they tinham fixado dois sincrotronis capaz apressar prótones de energias de ao redor 30 GeVs: o gradiente sincrotrone alternado (AGS) dos laboratórios de Brookhaven e o ISR (Cruzando Armazenamento Toca), um carro semelhante percebeu perto de Genebra pelo CERN (Laboratório europeu para a procura de físicas das partículas). Em 1981 you/he/she foi posto o grande protosincrotrone do CERN em operação (SPS), hoje usou para preaccelerare, enquanto os trazendo à energia de 400 GeVs, os elétrons destinaram ao LEP, o mais recente carro pôs em operação no centro europeu de procura; no mesmo ano eles partiram também as operações do sincrotrone construídas às Fechaduras Laboratório de Acelerador Nacional (Fermilab), situado a oeste em Chicago, em Illinois, capaz trazer a energia dos prótones até 500 GeVs. Em 1983 o protosincrotrone do Fermilab vieram dotados com superconduttori de ímãs que, produzindo um mais intenso campo dos ímãs tradicionais, eles permitiram alcançar a energia final de 1 TeV (mil milhões de elettronvolt). Em 1989 para o you/he/she de CERN seja posto o Grande Elétron-Positron Collider em operação (LEP), um acelerador circular ao longo de 27 kms, hoje capaz apressar elétrons e positrons a uma energia de colisão igual para 194 GeVs.
Anel Collisore de acumulação
Um collisore, talvez mais freqüentemente informou com o termo collider inglês, é a combinação de um acelerador circular e um ou mais anéis de acumulação. Em lugar de enviar o pacote de partículas acelerado em um objetivo fixo, o collisore apressar dois pacotes de partículas nos anéis de acumulação e subseqüentemente os faz que frontally se encontram, em colisões violentas e repetidas. O LEP do CERN é um collisore no qual são feitos elétrons e positrons circular no mesmo anel, enquanto explorando a força de verso oposto que um campo magnético administrou ao redor de dois pacotes em virtude do sinal oposto da posição elétrica deles/delas. Em 1987 o Fermilab converteu o protosincrotrone em um collisore (ao complexo de acelerador e anel de acumulação o nome de Tevatron foi determinado) produzir estrondos entre um pacote de prótones e um de antiprótons para uma energia de colisão de 2 TeVs.
O em collisoris de operação já é atualmente extremamente poderoso, mas para a verificação experimental das teorias novas equipamentos físicos são até mesmo necessários maior, isso requer investimentos econômicos consistentes. Explorar no máximo o já infra-estruturas existentes, o Hadron Collider Grande foi concebido (LHC), um carro novo em construção para o CERN, no mesmo túnel que hoje entretém o tubo de aceleração do LEP. O LHC produzirá colisões entre dois pacotes de prótones, todo acelerado à energia de 7 TeVs. Realização de His/her e amontoa no trabalho é antecipado para 2004. Um projeto análogo também tinha sido lançado dos Estados Unidos onde em 1988 para Waxahatchie, no Texas, a construção do Superconducting Collider Super foi iniciado (SSC). O SSC teve que ser um collisionatore enorme ao longo de 87 kms, adquirir uma energia de colisão de 20 TeVs entre você bandagem de prótones,: sua realização foi parada pelo Congresso federal em 1994, quando parte grande do túnel já tinha sido cavada, desde que a despesa final era preannounced proibitivo.
APLICAÇÕES
São empregados os aceleradores na procura experimental por estudar o núcleo atômico e as partículas que constituem him/it: com aceleradores de energia superior para 1 GeV é possível explorar a estrutura fundamental do assunto e tentar explicar seu comportamento. Particularmente o collisoris permitem para os cientistas perceber estrondos violentos entre partículas e simular a condição do assunto primordial, como buscou poucos segundo o nascimento do universo. Estudando os efeitos provocados por tais colisões, os físicos esperam descobrir os princípios e as leis que a evolução do universo determinou do nascimento até as formas para nós nota hoje. Os aceleradores também têm porém aplicações muito mais práticas: Por exemplo, eu sou usado em grande parte por produzir o radionuclidis, usado como localizando ou radioisótopos em medicina e na indústria.