钱德拉望远镜观测发现类星体对其周围环境影响不及预期

钱德拉望远镜观测发现类星体对其周围环境影响不及预期 这些图像的中心是类星体 H1821+643，这是一个快速增长的超大质量黑洞，天文学家们发现，尽管它产生了强烈的辐射，并在甚大阵列的射电数据中看到了粒子喷流，但它的表现并不尽如人意。资料来源：X射线：NASA/CXC/Univ. of Nottingham/H.Russell et al：NSF/NRAO/VLA；图像处理：NASA/CXC/SAO/N.Wolk这颗类星体被称为 H1821+643，距离地球约 34 亿光年。类星体是一类罕见而极端的超大质量黑洞，它们疯狂地向内拉扯物质，产生强烈的辐射，有时还会产生强大的喷流。H1821+643 是星系团中距离地球最近的类星体。类星体对周围环境的影响类星体与星系团中心的其他超大质量黑洞不同，它们能以更高的速度吸入更多的物质。天文学家发现，以中等速度生长的非类星体黑洞通过阻止银河系间炽热气体过度冷却来影响周围环境。这就调节了黑洞周围恒星的生长。然而，类星体的影响却不那么为人所知。这项关于 H1821+643 的新研究表明，类星体尽管如此活跃，但在推动其宿主星系和星团命运方面的作用可能没有一些科学家想象的那么重要。详细研究揭示惊人发现为了得出这一结论，研究小组利用钱德拉望远镜对H1821+643及其宿主星系所笼罩的高温气体进行了研究。然而，来自类星体的明亮X射线使得研究来自高温气体的较弱X射线变得十分困难。研究人员小心翼翼地移除了X射线眩光，以揭示黑洞的影响，这反映在新的合成图像中，显示了类星体周围星团中高温气体发出的X射线。这让他们看到类星体实际上对其周围环境几乎没有影响。研究小组利用钱德拉望远镜发现，银河系中心黑洞附近的气体密度比距离黑洞较远的区域要高得多，气体温度也低得多。科学家们预计，当几乎没有能量输入（通常来自黑洞的爆发）来阻止高温气体冷却并流向星系团中心时，高温气体就会有这样的表现。描述这些结果的论文已被《皇家天文学会月刊》接受，并可在线查阅。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

通用原子公司正在研制小型商用粒子加速器

通用原子公司正在研制小型商用粒子加速器 杰斐逊实验室准备新紧凑型加速器腔体的团队成员一个由公共和私营部门研究人员组成的团队利用现成的工业部件，制造出了一个小型粒子加速器原型，这可能会对该技术的商业应用产生重大影响。在这种思想的驱使下，来自美国能源部托马斯-杰斐逊国家加速器设施和能源与国防公司通用原子公司等一系列机构的科学家们开始寻找制造更经济、更紧凑的电子束粒子加速器的方法。得益于两项新的创新，他们取得了成功。获得转让其中第一个突破是加速器腔体的设计方式。在创建原型的过程中，团队成员知道他们想把重点放在超导射频（SRF）粒子加速上，就像杰斐逊实验室连续电子束加速器设备中的系统一样。这种加速器通常内衬一种叫做铌的金属，这种金属在接近绝对零度时具有超导性。正在通用原子公司组装的原型腔体 图/通用原子能公司在新的原型中，研究小组首先使用铌，然后在其上添加了一层铌锡合金。这意味着腔体可以在更高的温度下工作，无需进行如此强烈的超强冷却。接下来，科学家们首先在腔室外部覆盖了一层 2 毫米（0.08 英寸）的覆铜板，然后又覆盖了一层更厚的 5 毫米（0.2 英寸）覆铜板。这样的设计使得腔室能够更容易地通过传导过程将粒子加速过程中产生的热量传递到室外。杰斐逊实验室的科学家 Gianluigi"Gigi"Ciovati 是该项目的负责人，他说："基本上是通过冷喷和电镀相结合的方法，在空腔外部建造了一个铜热毯。这为内表面产生的热量提供了一条高导热路径，使热量转移到外表面，然后流向低温冷却器"。得益于这种基于传导的设计，该系统可以在 4 开尔文（-452 °F）的温度下运行，是大型系统所需温度的两倍。制造加速器的铜结构 图/通用原子能公司保持冷静这就引出了第二项创新：低温冷却器。在大型粒子加速器中，系统通常使用液氦低温设备进行冷却。这种设备不仅造价昂贵，而且维护费用也很高。在新原型中，研究小组决定使用现成的低温冷却器，这种制冷系统主要用于保持许多核磁共振成像仪中超导磁体的冷却。低温冷却器的"冷头"朝向加速器腔体，结果发现它们能成功地将新的传导腔体冷却到所需的 4 开尔文。Ciovati说："突破性技术之一是能够利用这些紧凑型商用设备通过传导对空腔进行冷却，而不是使用大型、复杂和昂贵的低温冷却设备。我们正在研究的系统不需要液氦低温设备。"支架车上的 HTC 横截面效果图 图/通用原子能公司测试通用原子公司在一个被称为水平低温恒温器的系统中对新设计进行了测试。通用原子公司磁聚变能源（MFE）部门的科学家德鲁-帕卡德（Drew Packard）说："首先，将低温恒温器中的空气抽空，然后将空腔冷却到超导阈值以下，并用小射频信号进行激励，以展示电加速梯度。通过诊断，我们证明传导冷却腔体的性能达到了与之前在杰斐逊实验室进行的液氦测试相同的规格。"研究人员说，事实上，原型机产生的峰值表面磁场达到了 50 毫特斯拉，这是迄今为止类似装置产生的最高磁场。研究小组表示，这证明其新型紧凑型加速器可以产生增益为 100 万电子伏特（MeV）的电子，因此具有商业可行性。例如，这种系统可以帮助生产核医学用同位素，或帮助净化环境。"电子束在各种商业应用中都非常有用，"帕卡德说。"这种紧凑型超导加速器技术在环境修复方面具有相当大的潜力，水净化就是一个例子。未经处理的水中可能含有不安全浓度的化学品，如药品或全氟辛烷磺酸，以及有害病原体，如大肠杆菌或沙门氏菌。电子束能非常有效地撕裂复杂分子和有机物，并将其分解成对人类健康和环境威胁较小的基本粒子。"该团队表示，现在将探索如何增强该系统，使其电子束能够更深入地穿透材料，同时还将寻找在其上添加模块的方法，使其性能更加出色。描述该系统的研究成果已发表在《物理评论加速器与光束》杂志上。 ... PC版： 手机版：

中国可能在 2027 年建造世界最大粒子加速器

中国可能在 2027 年建造世界最大粒子加速器 中国希望三年内开始建造世界最大粒子加速器。100 公里长的 Circular Electron Positron Collider(CEPC)设计精确测量希格斯玻色子。CEPC 的提案将于明年递交给政府，可能会包含在下一个五年计划中。根据本月初公开的技术设计报告，如果赢得政府支持，加速器的建造将于 2027 年启动，预计花费十年时间，耗资 364 亿元人民币。而欧盟计划中的下一代加速器 Future Circular Collider(FCC)预计花费 170 亿欧元，其建造工作预计要到 2030 年代。CEPC 将以极高的能量对撞正反电子，产生数以百万计的希格斯玻色子，允许科学家比以往任何时候更仔细的研究这种赋予万物质量的粒子。由于地缘政治紧张局势，CEPC 面临的一大障碍是国际支持，今天中国很多大型物理设施中外国研究人员已经占到了三到五成。 via Solidot

中国可能在 2027 年建造世界最大粒子加速器

中国可能在 2027 年建造世界最大粒子加速器 中国希望三年内开始建造世界最大粒子加速器。100 公里长的 Circular Electron Positron Collider(CEPC)设计精确测量希格斯玻色子。CEPC 的提案将于明年递交给政府，可能会包含在下一个五年计划中。根据本月初公开的技术设计报告，如果赢得政府支持，加速器的建造将于 2027 年启动，预计花费十年时间，耗资 364 亿元人民币。而欧盟计划中的下一代加速器 Future Circular Collider(FCC)预计花费 170 亿欧元，其建造工作预计要到 2030 年代。CEPC 将以极高的能量对撞正反电子，产生数以百万计的希格斯玻色子，允许科学家比以往任何时候更仔细的研究这种赋予万物质量的粒子。由于地缘政治紧张局势，CEPC 面临的一大障碍是国际支持，今天中国很多大型物理设施中外国研究人员已经占到了三到五成。来源 ， 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat

NASA遭遇故障的IXPE太空观测设施于4月3日成功恢复了科学运行

NASA遭遇故障的IXPE太空观测设施于4月3日成功恢复了科学运行 IXPE 航天器经过航空电子设备重置后，恢复了对宇宙现象的观测，其中包括一个潜在的吸积黑洞，为了解黑洞吸积做出了贡献。资料来源：美国国家航空航天局此前唯一一次中断 IXPE 科学观测是由于 2023 年 6 月的一个类似问题。利用上次中断后制定的程序，研究小组启动了航天器航空电子设备重置以解决该问题，从而使 IXPE 进入计划的安全模式。研究小组立即开始工作，以尽可能迅速和安全的方式恢复科学运行。IXPE 任务现在正在观测一个新的瞬态 X 射线源Swift J1727.8-161 一个候选吸积黑洞。该源最近开始产生物质喷流，其运动速度仅为光速的一小部分。IXPE 的观测将有助于了解黑洞的吸积，包括揭示相对论喷流是如何形成的。IXPE 于 2021 年发射，它是一个太空观测站，旨在发现一些最极端宇宙天体的秘密超新星爆炸的残余物、中子星、哺育黑洞喷射出的强大粒子流等等。该天文台是美国国家航空航天局（NASA）首个研究来自许多不同类型天体的 X 射线偏振的任务。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

欧洲核子研究中心（CERN）的粒子加速器技术被用于治疗脑肿瘤

欧洲核子研究中心（CERN）的粒子加速器技术被用于治疗脑肿瘤 Timepix3 最初是为欧洲核子研究中心等巨型加速器的粒子探测而设计的摧毁头颈部肿瘤相对简单。用适当的化学药剂或足够强大的放射线对其进行照射，工作就完成了。问题在于如何在不杀死病人的情况下杀死癌细胞。治疗此类肿瘤的一种有效方法是使用离子束。将带电粒子加速到四分之三光速的离子束可以穿透活体组织达一英尺。为了保护健康细胞，传统技术是以肿瘤为中心，以曲线方式移动离子投射器。这样，肿瘤不断受到轰击，而健康组织只受到轻微照射。为病人准备离子束疗法 欧洲核子研究中心这是一种简单有效的方法，但远非完美，尤其是当肿瘤位于大脑中时。在这种情况下，由于离子束击中组织，邻近的健康细胞很有可能受到二次辐射，从而导致记忆力减退、视神经受损和其他问题。为了尽量减少这种情况，X 射线计算机断层扫描（CT）可以精确绘制肿瘤位置图，指导外科医生制定治疗方案。遗憾的是，手术前进行的扫描可能并不准确，因为手术后大脑在头骨中发生了移动。为了弥补这一缺陷，德国国家肿瘤疾病中心（NCT）、德国癌症研究中心（DKFZ）和海德堡大学医院海德堡离子束治疗中心（HIT）的研究人员使用了捷克公司 ADVACAM 制造的新型成像设备，该设备集成了欧洲核子研究中心开发的 Timepix3 像素探测器。Timepix3 芯片 欧洲核子研究中心Timepix3 设计用于半导体探测器和充气探测器，是一种通用集成电路，可以接收稀疏的探测数据，并在短时间内提供高分辨率输出。这样，ADVACAM 就可以利用离子束的二次辐射，将辐射作为跟踪信标来更新组织图。ADVACAM公司的Lukáš Marek说："我们的照相机可以记录患者身体发出的每一个带电粒子的二次辐射。这就像观察台球击球时散落的球。如果根据 CT 图像，球的反弹符合预期，我们就可以确定目标正确。否则，'地图'显然不再适用。那么就有必要重新规划治疗"。研究人员的想法是，这些更新将更好地瞄准肿瘤，同时减少患者受到的不必要辐射量，用更高水平的辐射照射肿瘤。目前，探测器需要中断治疗，以便重新规划。不过，该计划的后期阶段将包括实时修正光束路径的功能。"当我们开始为大型强子对撞机开发像素探测器时，我们的目标只有一个探测和成像每一次粒子相互作用，从而帮助物理学家揭开高能量下自然界的秘密，"Medipix 协作组织发言人迈克尔-坎贝尔（Michael Campbell）说。"Timepix探测器是由多学科Medipix合作组织开发的，其目的是将同样的技术应用到新的领域。其中许多领域在一开始是完全无法预见的，这项应用就是一个很好的例子"。 ... PC版： 手机版：