Superledende ballet i Berkeley, fysik i vellykkede basketball-frikast – Physics World

Superledende ballet i Berkeley, fysik i vellykkede basketball-frikast – Physics World

Tidsstempel: 1. september 2023 kl. 12

Superledende ledninger
Perfekte kabler: superledende ledninger bestemt til LHC på CERN (Courtesy: Berkeley Lab)

Quizspørgsmål: hvor mange kilometer nye superledende kabler bliver der lavet i Californien til den næste generation af fokuseringsmagneter ved Large Hadron Collider (LHC) ved CERN i Genève?

Hvis dit svar er "mere end 2220 km", har du ret - ifølge Lauren Biron ved Lawrence Berkeley National Laboratory. Det er her, der bliver lavet 111 kabler til højlysstyrkeopgraderingen af ​​LHC. Opgraderingen forventes at være afsluttet i 2029, hvor magneterne vil blive brugt til at fokusere højenergiske protoner og kerner til små kollisionspunkter ved LHC's enorme detektorer.

Hvert kabel er lavet ved at sno 40 individuelle tråde af superledende niobium-tin-tråd rundt om en kerne af rustfrit stål. Ledningerne kan ikke røre hinanden, og Berkeley Labs Ian Pong, der leder indsatsen, beskriver processen som en ballet. "Vi har 40 dansere - trådspolerne - der piruetterer i en cirkel gennem løbet af cirka tre timer, og vores ansvar er at sikre, at der ikke sker et enkelt misset trin under hele forestillingen," funderer Pong.

Kabelfremstillingen er kun en del af USA's bidrag til LHC-opgraderingen. Accelerator Upgrade Project (AUP) omfatter også Brookhaven National Laboratory, National High Magnetic Field Laboratory ved Florida State University og Fermi National Accelerator Laboratory.

Efter at have forladt Berkeley, bliver kablerne viklet til spoler og varmebehandlet på Brookhaven Lab og Fermilab. Spolerne sendes derefter tilbage til Berkeley, hvor fire spoler er samlet i firpolede magneter.

Motion capture teknologi

Ved at blive i USA har forskere ved University of Kansas og kolleger brugt motion capture-teknologi til at studere, hvorfor nogle basketballspillere er bedre end andre til at tage straffekast. Hvis du ikke er bekendt med spillet, tages et frikast uden modstand i en afstand af 4.6 m fra kurven. Holdet definerede en dygtig skytte som en person, der var på mål 70 % eller mere af tiden, og undersøgelsen involverede 34 mænd - hver af dem havde mindst fire års erfaring med basketball.

Hvert forsøgsperson forsøgte 10 frikast, og deres bevægelser blev fanget af ni højhastigheds-, high-definition-kameraer. Billederne afslørede, at dygtige skytter havde mere kontrol over deres kropsbevægelser. Ydermere var succes forbundet med spidser i det nedre knæ og massemidtpunkt og lavere gennemsnitlige vinkelhastigheder sammenlignet med ikke-kyndige skytter. Forskerne fandt også ud af, at dygtige skytter frigav deres basketball i større højder og havde mindre fremadrettet trunklean ved udgivelsen.

"Disse resultater tyder på, at basketballskydning ikke er så simpelt, som nogle måske tror. Skydeeffektivitet kan ikke blot tilskrives én biomekanisk variabel. Det er baseret på en blanding af flere segmentelle kropsbevægelser udført på en kontrolleret måde,” forklarer Dimitrije Cabarkapa, der er associeret direktør for Jayhawk Athletic Performance Laboratory ved University of Kansas.

Forskningen er beskrevet i tidsskriftet Grænser i sport og aktivt liv.

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden