Ừng dụng Vật lí hạt vào đời sống

Ứng dụng Vật lý hạt
vào đời sống

Từ MRI đến giấy bọc, công nghệ vật lý hạt cải thiện thế giới chúng ta đang sống.
Giới thiệu
Vật lý hạt là một ngành của vật lý nghiên cứu về các hạt sơ cấp chứa trong vật chất và bức xạ, cùng với những tương tác giữa chúng. Nó còn được gọi là vật lý năng lượng cao bởi vì rất nhiều hạt trong số đó không xuất hiện ở điều kiện môi trường tự nhiên, mà chỉ được tạo ra hay phát hiện trong các vụ va chạm giữa các hạt, nhờ các máy gia tốc.
Thế kỷ thứ 20 là cuộc bùng nổ của vật lý hạt nhân cùng với vật lý lượng tử, cực điểm chính là các thí nghiệm phân hạch hạt nhân cùng với bom hạt nhân, tạo ra một đà lớn cho sự phát triển của ngành công nghiệp, trong đó phải kể đến ngành xuất chế, biến đổi một nguyên tử sang một nguyên tử khác, như quá trình chuyển chì thành vàng (tồn tại trên lý thuyết, nhưng không có hiệu quả kính tế).
Một hướng khác của VL hạt là nghiên cứu ứng dụng các vật liệu, kĩ thuật của VL hạt vào cuộc sống, Từ MRI đến giấy bọc, công nghệ vật lý hạt cải thiện thế giới chúng ta đang sống. Xin giới thiệu và ứng dụng thực tế có thể các bạn đã tiếp cận nhưng chưa nghĩ đó là thành tựu từ kĩ thuật VL hạt
Cộng hưởng từ (MRI) trong y tế
Một trong số những công nghệ y tế an toàn cho cuộc sống được biết đến ngày nay là chụp cộng hưởng từ và cho hình ảnh chi tiết của mô mềm trong cơ thể. Không giống như X-quang, MRI có thể phân biệt chất xám từ chất trắng trong não, tế bào ung thư từ các mô không phải là ung thư, và cơ bắp từ các cơ quan, đồng thời cho biết sự lưu thông máu và dấu hiệu của đột quỵ.
Những kĩ thuật quan trọng của công nghệ này thừa hưởng thành tựu từ các nghiên cứu vật lý hạt.
Chụp cộng hưởng từ (MRI) là gì ?
MRI(Magnetic Resonance Imaging) là một kỹ thuật chẩn đoán y khoa tạo ra hình ảnh giải phẫu của cơ thể nhờ sử dụng từ trường với sóng cộng hưởng. Phương pháp này không sử dụng tia X và an toàn cho bệnh nhân.
Máy chụp cộng hưởng từ là một thiết bị nhạy cảm và đa năng giúp ta thấy hình ảnh các lớp cắt của các bộ phận cơ thể từ nhiều giác độ trong khoảng một thời gian ngắn. 
Lịch sử & Nguyên lý MRI
Kĩ thuật cộng hưởng từ hạt nhân được Felix Block và Edward Puroel phát hiện vào năm 1946, cộng hưởng từ được ứng dụng rộng rãi từ năm 1950. Năm 1952, 2 nhà vật lý Felix Block và Edward Puroell được tra giải Nobel Vật lý nhờ sự phát hiện và ứng dụng cộng hưởng từ. Năm 1980, chiếc máy cộng hưởng từ đầu tiên trên thế giới được đưa vào hoạt động để tạo ảnh cơ thể người. Năm 1987, MRI được ứng dụng trong chẩn đoán các bệnh lý tim mạch bằng kỹ thuật cardiac MRI. Năm 1993, ứng dụng MRI để chẩn đoán các bệnh lý não thần kinh. Ngày nay, kỹ thuật tạo ảnh cộng hưởng từ (MRI) đã trở thành phổ biến trong y học chẩn đoán hình ảnh trên thế giới cũng như tại các bệnh viện lớn của Việt nam.
Vật liệu mới cho “Giấy bọc”
Trong nhiều thập kỷ nay, ngành công nghiệp thực phẩm đã sử dụng máy gia tốc hạt để sản xuất những tấm màng bền, có thể co lại dưới tác dụng nhiệt, vận hành một thời gian dài rồi mới hỏng.
Sản phẩm từ ứng dụng này được dùng để đóng gói thực phẩm như các loại trái cây và rau quả, bánh nướng và sản phẩm công nghệ cao, đĩa DVD,..
Tã giấy từ vật liệu polymer siêu thấm
Sử dụng máy gia tốc hạt, các nhà hóa học lần đầu tiên có thể xem cấu trúc chi tiết của vật liệu polymer siêu thấm được sử dụng trong tã ướt. Điều đó cho phép họ điều chỉnh và cải thiện công thức cho các polyme siêu thấm cho đến khi họ đạt được những vật liệu hoàn hảo nhất được sử dụng trong mọi loại tã hiện đại ngày nay.
Phát triển lực lượng lao động
Nhiều người trong số những người được đào tạo trong vật lý hạt chuyển sang làm việc trong ngành công nghiệp, y học, máy tính hoặc các lĩnh vực khác, nơi các kỹ năng của họ được sử dụng. Bạn có thể tìm thấy một chuyên gia về máy dò hạt đi thăm dò dầu hay nhà khoa học về máy gia tốc làm việc trong lĩnh vực điều trị ung thư.
Máy dò hạt - NASA
Các nhà vật lý đang cải thiện sự an toàn của van tim nhân tạo bằng cách thiết kế một chất liệu mới bị bắn phá bởi các ion bạc từ một máy gia tốc hạt. Bề mặt của vật liệu được xử lý sao cho cơ thể không thể nhận biết các van như là một ‘kẻ xâm lược’ và sẽ tăng khả năng gây nguy hiểm cho cơ thể.
Van tim nhân tạo bằng vật liệu chống thải ghép
Ánh sáng cường độ cao dùng trong nghiên cứu
Máy gia tốc vòng uốn cong đường đi của các electron được tăng tốc, là nguyên nhân mà các hạt electron này có thể phát ra ánh sáng. Ánh sáng này là một công cụ mạnh mẽ dùng cho nghiên cứu với nhiều ứng dụng.
Máy gia tốc synchrotron chuyên dụng được biết như là các nguồn ánh sáng cho phép các nhà khoa học kiểm soát cường độ và bước sóng của ánh sáng để nghiên cứu chế tạo pin tốt hơn, nguồn năng lượng xanh, vật liệu mới hiệu suất cao, các thuốc điều trị hiệu quả và sự hiểu biết sâu sắc hơn về bản chất của tự nhiên.
Mạng
máy tính toàn cầu
World Wide Web không chỉ là sự tiến bộ máy tính để nghiên cứu vật lý hạt. Để đáp ứng với các nhu cầu tính toán của các thí nghiệm tại LHC, vật lí hạt đã tạo ra hệ thống lưới điện toán lớn nhất thế giới, với hơn 100 tổ chức ở 36 quốc gia và mở rộng ranh giới của mạng toàn cầu và tính toán phân tán.
Hoàn thiện các
sản phẩm nội thất
Trong 1/4 thế kỷ qua, các công ty trên khắp thế giới sử dụng các chùm electron từ máy gia tốc hạt để tạo các đồ nội thất chống bẩn và chống trầy xước. Các bề mặt của bàn, kệ, bảng trông giống như gỗ nhưng gần như không thể chà xước.
Theo Symmetry Magazine

Nguồn Thuvienvatly.com & Wikipedia




ST & chỉnh lí bổ sung: Pham Huy Hoat
4- 2013