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Analisi dei materiali con acceleratore di particelle da infrarossi a raggi X

Accelerando elettroni vicino alla velocità della luce, vengono generati fasci di luce brillante da infrarossi ai raggi X che vengono utilizzati per la ricerca accademica e industria.

Lo strumento che permette tutto questo è un acceleratore di particelle di Terza Generazione chaiamato SINCROTRONE.

Cosa è un sicrotrone

Un sincrotrone è un enorme macchinario scientifico progettato per produrre fasci molto intensi di raggi X, luce infrarossa e ultravioletta, chiamata luce di sincrotrone.

Luce raggi X, infrarossi e ultravioletti fanno parte dello spettro elettromagnetico. La luce visibile è la piccola gamma dello spettro elettromagnetico che l'occhio umano riesce a rilevare.

I nostri occhi possono distinguere milioni di diversi colori della luce visibile, ogni colore ha una lunghezza d'onda diversa. Tuttavia, vi è una vasta gamma dello spettro elettromagnetico che non possiamo vedere direttamente: le onde radio, microonde, raggi infrarossi, raggi ultravioletti, raggi X e raggi gamma.

Per secoli gli scienziati hanno usato microscopi per studiare le cose che sono troppo piccole per vedere ad occhio nudo. Tuttavia, i microscopi sono limitati dalla lunghezza d'onda della luce che usano. I microscopi ottici possono essere utilizzati per studiare gli oggetti che sono grandi pochi micron (0,001 mm) di dimensioni, circa le dimensioni delle cellule. Tuttavia, per studiare oggetti più piccoli come le molecole e gli atomi, abbiamo bisogno di usare la luce con lunghezze d'onda minori come raggi-X.

La struttura è in grado di generare luce di sincrotrone dai raggi infrarossi attraverso la gamma visibile e ultravioletta fino ai raggi X. Luce di sincrotrone può essere fino a 100 miliardi di volte più luminosa del sole. Questo permette agli scienziati di studiare campioni in dettaglio incredibile, ad un livello che è possibile solo in un sincrotrone.

Come funziona

Come può aiutarmi il Sincrotrone

I servizi vengono erogati da una macchina chiamata sincrotrone che produce luce estremamente luminoso per la ricerca scientifica. In alcuni casi, il sincrotrone offre tecniche che sono disponibili in laboratorio come strumenti di base ma con fasci di luce altamente concentrata con ordini di grandezza molte volte più brillante rispetto a quello disponibile in un laboratorio, di seguito i vantaggi:

campioni più piccoli (o molto più grande)

una vasta gamma di ambienti per campione che possono essere utilizzati per simulare le condizioni operative, per esempio ad alta temperatura, pressione o ambienti chimici specifici;

altissima risoluzione spaziale;

ad alta energia di raggi X che penetrano più profondamente in materiali rispetto al laboratorio generato i raggi X;

l'elevata intensità di raggi X permette lo studio di processi industriali in tempo reale.

notevolmente ridotto i tempi di misura rispetto alle tecniche di laboratorio;

Molte tecniche sperimentali disponibili a Diamond sono possibili solo in un sincrotrone. Queste tecniche sfruttano la natura estremamente luminoso e sintonizzabili della luce prodotta a Diamond (che vanno da IR e UV grazie ai raggi X) e consente un'indagine della composizione strutturale e chimica di una vasta gamma di materiali dal atomico al cellulare livello.

A chi e a cosa serve

Possibili applicazioni

Chimica

Sincrotroni sono stati ampiamente utilizzati per studiare processi come la catalisi. Il luminoso raggi X permettono studi molto dettagliata del tipo e della natura dei composti chimici e come le sostanze chimiche interagiscono.

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Beni Culturali

Per gli oggetti che sono importanti per il nostro patrimonio culturale, è di vitale importanza che gli oggetti sono conservati. Il Sincrotrone offre un metodo non distruttivo di studiare tali oggetti per le informazioni sulle loro origini, la loro storia e come essi vengono conservati.

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Scienze della Terra

Il Sincrotrone ha anche permesso di studiare ciò che accade quando si ricreano le condizioni che si trovano nel centro della Terra, o nell'universo primordiale, ed esplorare ciò che accade ai materiali in quelle condizioni estreme.

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A chi e a cosa serve

Ulteriori Applicazioni

Ingegneria

Cosa succede ai materiali sotto stress? Come facciamo a sapere come i componenti come i motori aerei reagiscono quando esposto a reali condizioni di lavoro? Sincrotrone consentirà agli scienziati di studiare ciò che accade sotto la superficie dei materiali e osservare ciò che accade nel tempo in reali condizioni di lavoro.

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Scienze Ambientali

Comprendere l'impatto del genere umano sul nostro pianeta è una sfida enorme di peri gli scienziati. Sincrotrone ci hanno permesso di tracciare gli inquinanti mentre si muovono attraverso l'ambiente e analizzare i metodi possibili per minimizzare il loro impatto. Le conoscenze acquisite dalle tecniche basate sul sincrotrone consente lo sviluppo di strategie per ridurre il nostro impatto ambientale complessivo.

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Life Science

Sincrotrone è diventato uno strumento chiave per i biologi che vogliono imparare il comportamento di virus e batteri e cosa si può fare per impedire la loro diffusione. Sincrotrone è stato utilizzato anche per studiare i meccanismi alla base del cancro e come il corpo interagisce con, ad esempio impianti metallici,.

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Scienza dei Materiali

Come possiamo costruire materiali che sono più forti, più leggeri o più chimicamente reattivi? Sincrotrone può essere utilizzato per studiare comportamento dei materiali su scala atomica, che ci permette di progettare nuovi materiali con le proprietà che ci serve per un compito specifico.

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Diamo un occhiata

Una Visita al Sincrotrone

Contatti

Per ogni ulteriore informazione:

Luigi.cauz@gmail.com

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