ELISA سرن: نخستین شتاب‌دهنده مینی پروتونی جهان برای مطالعه هنرهای غاری
سرن، سازمان تحقیقات هسته‌ای اروپا، یک شتاب‌دهنده پروتونی را در مرکز آموزشی و ترویجی خود نصب کرده است. این شتاب‌دهنده که به نام شتاب‌دهنده خطی تجربی برای تحلیل سطح یا ELISA شناخته می‌شود، اولین دستگاهی است که بخشی از یک نمایشگاه موزه‌ای است. به‌زودی می‌تواند نقش مهمی در مطالعه اشیاء باستان‌شناسی ایفا کند.
سرن ممکن است به خاطر برخورددهنده بزرگ هادرونی (LHC) و کشف ذره هیگز بوزون شناخته شود. با این حال، مأموریت سازمان تنها به تحقیقاتی با تأثیر زیاد محدود نمی‌شود. از طریق برنامه ترویجی‌اش، همچنین با هدف درگیر کردن جامعه و تاکید بر اهمیت کشفیاتش فعالیت می‌کند.
مرکز آموزش و ترویجی سرن، به نام راهگذر علمی، تورهای آموزشی، نمایش‌های علمی و نمایشگاه‌های تعاملی را برای کمک به بازدیدکنندگان برای کشف کارهای پیشرفته‌اش ارائه می‌دهد. با وجود ELISA، سرن گامی بی‌سابقه برداشته و یک شتاب‌دهنده پروتونی کاملاً عملیاتی را به یک نمایشگاه ادغام کرده و به بازدیدکنندگان این امکان را می‌دهد که شاهد عملکرد آن از نزدیک باشند.
ELISA چه کاری می‌تواند انجام دهد؟
برخلاف همتای بزرگترش که حفره تسریع‌اش برای چند مایل امتداد می‌یابد، شتاب‌دهنده ELISA تنها بیش از سه فوت (یک متر) طول دارد. در حالی که پروتون‌هایش فقط به ۲ مگاالکترون‌ولت می‌رسند که بخشی از قدرت LHC است، این امر ELISA را برای کارهای دقیق منحصربه‌فرد می‌کند.
این دستگاه پرتوهای پروتونی را بر روی نقاط کوچک نمونه متمرکز می‌کند، الکترون‌ها را تحریک می‌کند و باعث می‌شود فوتون‌هایی را صادر کنند که مشخصه ترکیب عنصری‌شان هستند. مطالعه این فوتون‌ها می‌تواند به محققان تصویری دقیق از ترکیب نمونه بدهد که می‌تواند از اهمیت زمین‌شناسی یا باستان‌شناسی باشد.
این مفهوم از سرژ مَتو، یک فیزیکدان کاربردی در سرن که در توسعه لیناک ۴ RFQ، اولین زنجیره حفره تسریع در LHC مشارکت داشت، پدید آمد. کارهای قبلی مَتو شامل استفاده از شتاب‌دهنده‌های خطی برای کاربردهای پزشکی بود، اما این دانشمند به زودی دریافت که آن‌ها می‌توانند برای کاربردهای فرهنگی نیز استفاده شوند.
سرن
." class="wp-image-123008" srcset="https://cms.interestingengineering.com/wp-content/uploads/2024/11/El2.jpg 1920w, https://cms.interestingengineering.com/wp-content/uploads/2024/11/El2.jpg?resize=300,169 300w, https://cms.interestingengineering.com/wp-content/uploads/2024/11/El2.jpg?resize=768,432 768w, https://cms.interestingengineering.com/wp-content/uploads/2024/11/El2.jpg?resize=1536,864 1536w" sizes="auto, (max-width: 1920px) 100vw, 1920px" />
“تکنیک پرتو پروتونی در مقایسه با دیگر تکنیک‌های تحلیل خیلی مؤثر است چون حساسیت بالایی دارد و پس‌زمینه خیلی کمی دارد،” مَتو در یک بیانیه مطبوعاتی گفت. “شما می‌توانید تحلیل را در هوای آزاد انجام دهید به جای در خلاء، که آن را انعطاف‌پذیرتر و مناسب‌تر برای اشیاء شکننده می‌کند.”
اولین تست
قبل از استفاده از ELISA بر روی یک نمونه حقیقی، دانشمندان سرن می‌خواستند بفهمند که پرتو پروتونی چقدر می‌تواند صدمه بزند و شرایط ایده‌آل برای کاهش این به حداقل ممکن چقدر است.
برای اولین آزمایش‌هایشان، محققان رنگ‌هایی را که در هنر غارهای باستانی در نقاط مختلف جهان استفاده می‌شد، تقلید کردند. “هدف این است که ببینیم چگونه ELISA می‌تواند برای تحلیل نمونه‌ها به کار رود و از آسیب‌های ممکن جلوگیری کند، که این برای کار با میراث فرهنگی ماده بسیار مهم است،” تس چارلز، یک فیزیکدان شتاب‌دهنده از سازمان فناوری علوم هسته‌ای استرالیا (ANSTO) که همچنین در این پروژه کار می‌کند، گفت.
تیم قصد دارد شتاب‌دهنده‌ای قابل حمل توسعه دهد که بتواند به مناطق بدون دسترسی به تسهیلات شتاب‌دهنده سفر کند.
“هنوز خیلی چیزهایی وجود دارد که درباره مواد استفاده‌شده برای ساخت رنگدانه‌های هنر سنگی هزاران سال پیش نمی‌دانیم،” کورتنی نیمورا، یکباستان‌شناس از دانشگاه اکستر گفت. “ما در تکنیک‌های تحلیلی که می‌توانیم در طول کارهای میدانی باستان‌شناسی استفاده کنیم، محدودیت داریم زیرا نمونه‌ها معمولاً باید به یک تسهیلی انتقال داده شوند. ما امیدواریم که شتاب‌دهنده‌های فشرده مثل ELISA اولین گام به سوی ایجاد یک شتاب‌دهنده قابل حمل باشد که بتواند در ميدان استفاده شود.”
