数字で見ると、イギリスのオックスフォードシャーにあるダイヤモンドシンクロトロン施設は大規模な事業でした。粒子加速器の建設費は 5 億ドル以上で、サッカー場 5 個分に相当する大きさの円形の建物の中に収められています。また、「太陽より 100 億倍明るい」高度に集束した光線も生成します 。
この信じられないほど強力な光源とその背後にある技術には、多くの科学的応用の可能性があります。しかし、ダイヤモンドシンクロトロンが神学の分野で最も重要な発見を生み出す可能性があることに驚かれるかもしれません。
科学者たちは、ダイヤモンドシンクロトロンからの光を利用して、重大な損傷を受けた古代文書を「読む」ことを期待している。古代の巻物や写本の発見は、考古学者、人類学者、その他の研究者にとって大きな成果ですが、多くの場合、これらの文書は壊れすぎて開けられなかったり、色褪せたり破損しすぎて読めなかったりします。ダイヤモンド シンクロトロンを使用することで、科学者はこの問題を回避したいと考えています。この粒子加速器を使用すると、科学者は本を開かずに読むことができます。
シンクロトロンは強力なX 線を放射し、これを巻物に当てると、科学者はテキストの 3D 画像を生成できます。次に、科学者はコンピューター画像ソフトウェアを使用して画像のさまざまな層を分離し、本や巻物のページを再構成します。場合によっては、テキストが読めるようになります。この技術はすでに、12 世紀に筆記者が使い始めた没食子インクで書かれた文書に適用され、成功しています。これらの羊皮紙にはインクの鉄分が含まれているため、X 線を照射すると吸収画像が形成され、羊皮紙からインクの痕跡が区別されます。
同様の技術は死海文書の一部にも使用されており、研究者らは損傷を恐れて警戒していた。文章を読むプロセスが改善されれば、状態が悪いために意味を解読するのが困難だったさまざまな本や写本を読むのに利用できる可能性がある。
多くの古代文書は、乾燥させた動物の皮で作られた羊皮紙に書かれています。時間の経過とともに羊皮紙のコラーゲンがゼラチンに変化し、羊皮紙や文字が劣化してしまいます。科学者はダイヤモンド シンクロトロンを使用して、羊皮紙のコラーゲンの量とゼラチン化した量と羊皮紙の腐敗のレベルを知ることができます。彼らはまた、写本を保存する方法や、環境や時間の影響で失われたと考えられる写本を回復する方法について、新たな洞察を開発したいと考えています。
ダイヤモンド シンクロトロンの強力な光源はさまざまな種類の光を放射し、研究者が原子レベルで物体の画像を生成できるようにします。次のページでは、ダイヤモンドシンクロトロンやその他のシンクロトロンの背後にある技術を詳しく見ていきます。また、科学者がダイヤモンドシンクロトロンから他に何を学びたいと考えているかも明らかになるでしょう。
ダイヤモンドシンクロトロン
ダイヤモンド光源とも呼ばれるダイヤモンド シンクロトロンは、2007 年 1 月に運用を開始しました。この装置は、素粒子加速器の使用によって非常に明るい光線を生成します。このプロセスは、リニアックと呼ばれる直管に電子ビームを発射する電子銃から始まり、電子を円形ブースター シンクロトロンに送る前に加速します。この円形のチャンバー内で、電子は加速してエネルギーを獲得し、最終的には 3 ギガ電子ボルトのエネルギー レベルに達します。次に、それらはより大きな円形の部屋に入り、そこで磁石によって誘導され、ほぼ光の速度まで加速します。
加速器の最大のチャンバーからはビームラインと呼ばれる直管が外側に伸びています。電子が加速器内を高速で移動すると、一部の電子が壊れてビームラインを下っていきます。ビームラインを通って入ってくる光は、原子レベルでの物体の検査など、さまざまな目的に使用できます。
このプロジェクトに取り組んでいる科学者はBBCニュースに対し、ダイヤモンドシンクロトロンはマイクロ波からX線までスペクトルのあらゆる端から光を生成するため、特に有用であると語った。
ダイヤモンドシンクロトロンは24時間稼働しています。科学者は、機械のビームラインの 1 つを使用する時間を申請します。ダイヤモンドシンクロトロンは当初 7 本のビームラインで構築されましたが、さらに多くのビームラインを追加することも可能です。ある研究者は、ダイヤモンドシンクロトロンの稼動に大きな興奮を表し、この機械は「石油掘削装置からチョコレートのような重要なものまで」英国の科学研究に幅広い影響を与えるだろうと述べた。
世界中に数十のシンクロトロンがあります。ダイヤモンド シンクロトロンと同様に、これらは信じられないほど強力な顕微鏡として機能し、粒子が原子レベルでどのように見え、どのように動作するかについて新たな洞察をもたらします。そして、他のシンクロトロンと同様に、ダイヤモンドシンクロトロンは古代の文書を読む以上の用途に使用されます。シンクロトロンの優れたイメージング能力は、ウイルスから磁石、環境科学、がん治療、新しいデータ記憶媒体に至るまで、あらゆる研究に使用できることを意味します。
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