Надо бы написать понятный длиннопост с картинками про устройство детекторов на Большом Адронном Коллайдере. Но что-то страшно за такую задачу браться. Поэтому вот вам пока для затравки вчерашняя фотка из Компактного Мюонного Соленоида (CMS).
Вот видео с высокотемпературным сверхпроводником YBCO (оксид иттрия-бария-меди).
Сам сверхпроводник - черный керамический диск на дне пенопластовой коробки. В пенопласт заливается жидкий азот (температура 78 К) для охлаждения керамики. В этом видео я вылил азот, и, пока керамика не нагреется выше 93К, она остается сверхпроводящей.
Обычно со сверхпроводниками демонстрируют эффект Мейснера - вытеснение магнитного поля из сверхпроводника. В этом случае сверхпроводник парит над магнитом. В видео ниже я положил YBCO внутрь алюминиевого "корпуса" в виде летающей тарелки:
Возможно, вы обратили внимание, что "дорога" сделана из трёх рядов магнитов - центральный ряд лежит другим полюсом кверху. Это сделано, чтобы в магнитном поле была "яма", в которой и дрежится летающая тарелка. Именно поэтому она не соскальзывает в сторону и "следует" за "дорогой".
Теперь вернемся к первому видео: сверхпроводник парит над магнитом, но если я его переворачиваю, то он висит под ним и не падает. Весь секрет в захвате магнитного потока. Если материал переходит в сверхпроводящее состояние во внешнем магнитном поле, то он не вытесняет весь магнитный поток из своего объема, а "замораживает" его. Т.е. становится постоянным магнитом.
Итого:
Если охладить сверхпроводник без внешнего магнитного поля, то он будет парить над магнитом ( и стараться с него соскочить, если форма поля позволит) - прямо как в видео №2: я положил щипцами летающую тарелку в термос с жидким азотом, а потом достал ее и поставил на магниты.
Если охладить сверхпроводник во внешнем магнитном поле, то он захватит весь или часть магнитного потока и станет постоянным магнитом. В первом видео я положил коробку с керамикой на магниты и налил в нее жтдкий азот, чтобы охладить сверхпроводник во внемшнем магнитном поле.
P.S. Я специально не разводил тут про сверхпроводники первого и второго рода и тому подобные тонкости. Специалисты могут блеснуть своими знаниями в комментариях. Часть моих постов можно найти тут.
В жизни учёных периодически случаются конференции и всякие массовые мероприятия. Вот и я всю прошлую и следующую неделю учу других учёных со всей планеты тонкостям СВЧ измерений резонаторов и прочих запчастей для ускорителей частиц.
Мероприятие называется CERN Accelerator School: RF for Accelerators.
Нагрузки серьезные - с 8:30 до 18:00 сплошные лекции и лабораторные. Но работать приятно - почти все ученики имеют кандидатскую степень.
Опять же - на основную работу не нужно ходить.
Продолжаю баловаться с микроскопом в свободное от чтения Пикабу работы время. На этот раз делюсь снимком среза ростка сосны (род Pinus). Конкретный вид не знаю, у меня лапки я физик всё-таки.
Оригинальное разрешение примерно такое:
В обеденный перерыв баловался с микроскопом. Он у нас в основном используется для металлических образцов, но при желании можно и на что-то растительное посмотреть. Среди прочего сделал снимок среза корня садового боба (Vicia faba). Препарат мне достался готовый, уже подкрашенный, а вот с микроскопом возился сам.
Изображение пришлось сильно уменьшить, оригинальное разрешение примерно такое:
Вот так синхротрон выглядит внутри тоннеля. Длина кольца 240 метров. Энергия электронов 1,7 ГэВ. Ток 300 мА.
Обычно на работе некогда записывать видео. Сегодня во время плановых работ решил все-таки уделить этому пару минут. Полный оборот не прошел - небольшая секция инжекции (где в главное кольцо приходит пучок из бустерного кольца) закрыта, так как бустер не отключали и в этой части тоннеля можно нахвататься радиации.
Отучился на наноинженера в 2007 году. Ваше оборудование 2008 года нам тогда и не снилось.
Перспективы зарплаты и карьерного роста хорошие. Как обещали в 2007 так и 2022 обещают. Даже больше. Так что по этому пункту тоже лучше стало.
Впечатления от работы можете почитать в моих постах.
Фотографию себя и своего рабочего места прилагаю, как вы и просили.
На что тратить свою жизнь, решать только вам.
Немного про скафандры для ВКД на Шаттлах.
У скафандров есть расходники: батарея (для света, связи и обогрева) и вода для испарителя системы охлаждения. Они расчитаны примерно на длительность рабочей смены - около 8 часов. С запасом, конечно.
Проблема в том, что перед выходом для ВКД необходимо пройти через то, что у американцев называется prebreathing - предварительное дыхание чистым кислородом.
Дело в том, что в скафандре используется пониженное давление для сохранения его подвижности и эластичности - примерно треть от атмосферного (на шаттлах и у американцев на МКС - 29,6 кПа, у русских - 39,2 кПа). При этом для того, чтобы космонавт/астронавт не умер при таком давлении, он дышит чистым кислородом. Так вот, если на Шаттле/МКС/МИРе (где используется стандартная атмосфера с давлением в 101кПа и 21% кислорода) надеть скафандр и понизить в нем давление до рабочего, у космонавта начнется декомпресионная болезнь - из-за понижения парциального давления азота до нуля азотначнет в больших количествах "испаряться" из крови, образуя пузырьки. Это может очень быстро привести к смерти.
Этого можно избежать, если предварительно убрать из крови весь азот. Самое простое решение - просто не давать ему попасть в кровь, т.е. дышать кислородной атмосферой. Так было сделано, например, в программе Аполлон - в корабле использовался 100% кислород при давлении в 34,5 кПа, в скафандрах - 25,8 кПа. Но в таком подходе, кроме неудобства с декомпрессией при отлете/прилете, есть очень серьезная проблема - очень высокая пожароопасность (Аполлон 13 тому пример).
Поэтому используется другой подход: перед ВКД космонавт дышит чистым кислородом прямо в скафандре для того, чтобы азот полностью вышел из крови, и после этого понижает давление до рабочего. Такой процесс занимает до шести часов (в скафандре). Но никто не хочет держать человека в скафандре шесть часов, отнимая это время от времени на ВКД. Скафандр в это время подключен к внешним системам, но не все они полностью берут ресурс на себя. Ниже фото, сделанное во время миссии STS-63, на котором видно, что скафандры подключены к внущним системам шлангами и проводами.
Для экономии времени на Шаттлах использовали следующий трюк. Примерно за сутки до ВКД понижали давление во всей кабине Шаттла до 70кПа (и немного повыщали концентрацию кислорода до 26,5% для сохранения его парциального давления). Весь экипаж дышал такой атмосферой. Примерно через сутки участники ВКД надевали скафандры и проходили в них короткий, всего 40 минут, период дыхания чистым кислородом, после чего понижали давление в скафандрах до рабочего и приступали к ВКД, сэкономив почти 5 часов ресурса скафандров/людей. Режим 70кПа поддерживался в Шаттле все время, пока проходили ВКД.
Примечательно, что этот режим не был заложен в проект изначально и был добавлен позже. В итоге астронавтам приходилось вручную управлять регуляторами давления кислорода и азота.
На МКС, понятно, никто не будет понижать давление на всей станции перед ВКД. Поэтому американцы дышат 2-3 часа кислородом через дыхательные маски, занимаясь при этом физической нагрузкой на тренажерах для скорейшего выведения азота из крови. Русские используют в скафандрах более высокое давление и требование ко времени предварительного кислородного дыхания для них ниже.
Ниже на графике показаны зависимости вероятности возникновения разных стадий декомпрессионной болезни (VGE - венозная газовая эмболия, DCS - декомпресионная болезнь, Grade 3 DCS - третья стадия декомпресионной болезни) от так называемого R-фактора - отношения давления азота в тканях к давлению рабочему в скафандре. Для Шаттлов рабочим является R=1.65.
Дальше график с кривыми для необходимой продолжительности предварительного дыхания чистым кислородом.
