Acceleratorer – i fysik og kræftterapi

Foredrag ved centerleder Søren Pape Møller, Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet  

Hør om forskning med acceleratorer ved verdens største accelerator, CERN, som i 2012 fandt Higgs-partiklen, om forskning ved acceleratorer i Aarhus og om hvordan en ny protonaccelerator fra næste år vil give os danskere endnu bedre behandling af kræft.

Forskerne bruger acceleratorer som en slags supermikroskoper. Og jo større acceleratorer, jo mindre ting kan vi se. Under foredraget vil du fra scenen opleve små eksperimenter som illustrerer hvordan elektriske og magnetiske kræfter udnyttes i acceleratorer. Du vil ved selvsyn forstå hvorfor acceleratorer bliver så store. 

Det europæiske partikelforskningscenter, CERN, har ved Alperne bygget verdens største accelerator i en 27 km lang tunnel, 100 m under jorden. Her smadrer fysikerne protoner ind i hinanden ved meget stor energi og har derved fundet den såkaldte Higgs-partikel. Hvad lærer vi mon ved det? Og er der ting vi endnu ikke forstår i elementarpartiklernes verden?

Fysikernes forskning med acceleratorer har også affødt praktiske anvendelser. Fx har de fleste af os et familiemedlem som er blevet behandlet med stråleterapi på et hospital. Færre ved at strålerne kommer fra acceleratorer. Hør om hvorfor disse strålekanoner i dag skyder med elektroner og om hvorfor stråler, der i stedet består af atomkerner, i nogle tilfælde kan give bedre stråleterapi. En sådan kæmpe "proton-kanon" er under opbygning i Skejby ved Aarhus, og dens virkemåde og fordele vil blive beskrevet i foredraget.

En helt anden praktisk anvendelse af acceleratorer, som forskerne arbejder med lige nu, er en ide til at få fat i større diamanter i diamantminer uden at skulle pulverisere enorme mængder klippeblokke. 

CERNs superledende LHC-accelerator i den underjordiske 27 km lange tunnel. Acceleratormagneterne er ”åbnet” så man kan se det indre af de superledende magneter der er kølet ned til få grader over det absolutte temperaturnulpunkt, −273 ⁰C. De to modsat rettede protonstråler, der nogle steder langs omkredsen kan kollidere, er vist. (Foto: CERN) (Klik for større billede)

Luftfoto af området omkring det europæiske partikelforskningscenter CERN med Genève og udløbet af Lac Leman-søen til venstre og Mont Blanc i baggrunden. Grænsen mellem Schweiz og Frankrig er angivet med den stiplede linje. Verdens største accelerator, LHC-acceleratoren, ligger langs den gule linje 50-150 m under jorden i en 27 km lang tunnel. (Foto: CERN)

Luftfoto af området omkring det europæiske partikelforskningscenter CERN med Genève og udløbet af Lac Leman-søen til venstre og Mont Blanc i baggrunden. Grænsen mellem Schweiz og Frankrig er angivet med den stiplede linje. Verdens største accelerator, LHC-acceleratoren, ligger langs den gule linje 50-150 m under jorden i en 27 km lang tunnel. (Foto: CERN) (Klik for større billede)

Ved hjælp af en elektronaccelerator og en PET-skanner kan man afsløre om et klippestykke indeholder en diamant. Aftenens foredragsholder deltager i udviklingen af denne metode som kan gøre jagten på diamanter mere effektiv og miljøvenlig.

Ved hjælp af en elektronaccelerator og en PET-skanner kan man afsløre om et klippestykke indeholder en diamant. Aftenens foredragsholder deltager i udviklingen af denne metode som kan gøre jagten på diamanter mere effektiv og miljøvenlig. (Klik for større billede)

I foredraget vil du høre eksempler på forskning foretaget ved Aarhus Universitets 46 m runde ASTRID2-accelerator på Institut for Fysik og Astronomi som her ses under færdiggørelsen. På billedet drejer de tunge magneter, de røde ”kasser”, elektroner højre om som det ses i baggrunden til højre.

I foredraget vil du høre eksempler på forskning foretaget ved Aarhus Universitets 46 m runde ASTRID2-accelerator på Institut for Fysik og Astronomi som her ses under færdiggørelsen. På billedet drejer de tunge magneter, de røde ”kasser”, elektroner højre om som det ses i baggrunden til højre. (Klik for større billede)

Partikelterapi er en ny og skånsom form for strålebehandling af kræft der nu introduceres i Danmark: i 2018 indvies en proton-kanon-facilitet ved Aarhus Universitetshospital i Skejby ved Aarhus. Til højre på tegningen, i sin velafskærmede betonhule, ses den superledende cirkulære maskine som accelererer protonerne, cyklotronen. Man kan følge protonernes vej gennem strålerør. I de tre midterste rum placeres patienterne i et robotstyret patientleje. Helt til venstre ses et eksperimentelt rum til forskning.

Partikelterapi er en ny og skånsom form for strålebehandling af kræft der nu introduceres i Danmark: i 2018 indvies en proton-kanon-facilitet ved Aarhus Universitetshospital i Skejby ved Aarhus. Til højre på tegningen, i sin velafskærmede betonhule, ses den superledende cirkulære maskine som accelererer protonerne, cyklotronen. Man kan følge protonernes vej gennem strålerør. I de tre midterste rum placeres patienterne i et robotstyret patientleje. Helt til venstre ses et eksperimentelt rum til forskning. (Klik for større billede)