世界最聪明的加速器;纳米结构;金属氧化物。
世界上最聪明的加速器
日本的高能加速器研究组织(KEK)是准备被认为是世界上什么大多数发光或最聪明的粒子加速器。
系统,被称为SuperKEKB,结合一个正负电子对撞机用一个新的和先进的探测器。存储环系统旨在探索和测量罕见的基本粒子的衰变,比如夸克,τ轻子和其他人。
SuperKEKB是不同于大型强子对撞机(LHC)欧洲核子研究中心在瑞士日内瓦。大型强子对撞机是世界上最高的能源强子加速器。相比之下,SuperKEKB位于筑波,日本,是为了拥有世界上最高的光度。这是一个因素在KEK 40倍高于之前的机器。前面的系统,称为KEKB对撞机,于2010年停止运营。
SuperKEKB还包括第二美女探测器。“在SuperKEKB,串的物质粒子(电子)与其反粒子(正电子),8 gb电子伏特能量,受到碰撞速度是40倍在前面KEKB加速器,“根据KEK。
示意图SuperKEKB /美女二世的设施(来源:KEK)
“粒子在碰撞中创建和衰变产物形成测量和分析在第二美女实验中,“根据公司。”美女二实验,各种探测器被安排在圆柱梁管层,优化检测任何衰变产物的反应。腐烂的产品,如电子、μ介子,π介子和其他次级粒子,与这些设备可以测量精确。”
整个第二美女探测器是大约10米宽,高10米,重1500吨。美女II探测器设计和建造的国际合作从25个国家超过750名物理学家。
SuperKEKB加速器和美女第二检测器的交互区域(来源:KEK)
3月21日,一束电子存储在主环的加速器。一束正电子将被注入和存储在4月初。电子和正电子的第一碰撞预计在未来几个月内。
使纳米结构
使用一种新技术叫做合成碳热还原的冲击,一组研究人员开发一种新型的纳米结构。
研究人员已经创造了新的纳米结构,基于八种不同的元素非混相。换句话说,这些元素之前被认为是不能被混合或混合在一起。
这个同质纳米结构称为高熵合金纳米颗粒。能够设计出这些类型的粒子有一天使新催化剂,能源存储系统和其他应用程序。
本研究通过多机构合作进行马里兰大学的伊利诺斯州大学的麻省理工学院的和约翰霍普金斯大学。
传统合成技术是有限的。以前,业界通常产生纳米粒子,只局限于三个不同的元素。有时,结构不均匀混合。
作为回应,来自马里兰大学的研究人员和其他合成方法设计了一种碳热还原的冲击。这种技术冲击金属salt-covered碳纳米纤维,然后淬火紧随其后。
简单来说,研究人员使用一个两步方法——flash加热flash冷却紧随其后。起初,研究人员把各种金属元素,如铂、镍、铁、钴、金、铜等。然后,这些金属可以接触到大约3000华氏度的快速热冲击0.055秒。反过来,这创造了多个元素的均匀混合物。然后,混合冷却每秒超过100000华氏度。
“想象的元素结合在一起,使纳米颗粒的乐高积木。如果你只有一个三种颜色和大小,那么你就可以使用组合和结构限制可以组装,”胡Liangbing说,材料科学和工程学副教授马里兰大学。“我们的团队所做的实际上是扩大了在纳米颗粒合成玩具箱;现在,我们能够构建与几乎所有的金属和半导体纳米材料元素。”
曹国伟,化学和生物分子工程学助理教授约翰霍普金斯,补充说:“这种方法使金属的新组合,否则在自然界中是不存在的,不一起去。它使健壮的调优的复合催化材料的优化活动,选择性和稳定性,应用程序会非常广泛的能源转换和化学转换。”
混合材料
的美国能源部(DOE)的阿贡国家实验室和其他人已经开发出一种新的“分子交联”技术启用一个新类的混合材料,即金属氧化物。
金属氧化物具有独特的电子和化学性质。二氧化钛,一种金属氧化物,用于光伏和光催化应用。这种化合物的吸收光线的能力。
在实验室里,阿贡国家实验室和其他开发材料设计了一种新的方式,可以改进催化化学反应的能力或获取能量从光。
科学家开发出了一种杂交分子氧化硼材料,形成多面boron-cluster前兆。结果结构是一种新的boron-cluster分子构建模块。集群与金属氧化物退火。这反过来形成健壮和稳定的集群互联。他们充当股胶水连接金属氧化物的web。
T他显示了交联的电子显微镜二氧化钛纳米粒子与boron-based集群。(图片由加州大学洛杉矶分校/亚历山大Spokoyny。)
这项工作为未来的研究提供了一个发布点不同的“交联”材料。在未来,研究人员希望更好地了解这项技术。“如果我们这些分子可以缝在哪里,我们希望他们将给我们一个强大的能力和理解混合材料的广泛使用,“亚历山大Spokoyny说化学家加州大学洛杉矶分校(UCLA)。
这项工作是一个能源部阿尔贡国家实验室之间的合作,加州大学洛杉矶分校、加州大学圣塔芭芭拉的普渡大学和俄勒冈大学。
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