Ciklotrons pret sinhrotronu Sinhrotronu paātrinātājs pret ciklotronu paātrinātāju
Ciklotrons un sinhrotrons ir divu veidu daļiņu paātrinātāji. Daļiņu paātrinātāji ir ļoti noderīgas mašīnas, ja runa ir par kodolfizikas jomu. Apakšatomu daļiņu sadursmes ar lielu enerģiju dod ļoti labus novērojumus par kodola dabu. Kādam, kurš mācās šādu jomu, ir nepieciešamas pamatīgas zināšanas sinhrotronu paātrinātājos un ciklotronu paātrinātājos. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir ciklotrona un sinhrotrona paātrinātāji, principi, uz kuriem balstās šīs mašīnas, to līdzība, pielietojums un visbeidzot atšķirības starp ciklotrona paātrinātājiem un sinhrotronu paātrinātājiem.
Kas ir Synchrotron Accelerator?
Sinhrotrona paātrinātājs ir daļiņu paātrinātāja veids. Vispirms ir jāsaprot daļiņu paātrinātāja jēdziens, lai skaidri saprastu sinhrotrona paātrinātāju. Kad lādēta daļiņa tiek projicēta magnētiskajā laukā, tā pārvietojas pa apļveida ceļu. Daļiņu paātrinātājus izmanto, lai pētītu atomu un subatomu daļiņu dabu, veicot lielu ātrumu šādu daļiņu sadursmēm un pētot pašu sadursmi un sadursmes produktus. Daļiņu paātrināšanai lielākajā daļā gadījumu tiek izmantots magnētiskais lauks. Liela ātruma sadursmju iegūšanas praktiskā metode ir divu daļiņu staru izmantošana, kas rotē pretējos virzienos. Izmantojot šo metodi, ir viegli iegūt liela ātruma sadursmes ar relatīvajiem ātrumiem, kas sasniedz 99 procentus no gaismas ātruma. Tomērrelativitātes teorija apgalvo, ka relatīvie ātrumi nevar būt lielāki par gaismas ātrumu. Tāpēc, lai daļiņu kūli paātrinātu lielā ātrumā, ir vajadzīgs milzīgs enerģijas daudzums. Sinhrotrona paātrinātājā tiek izmantots mainīgs magnētiskais lauks un mainīgs elektriskais lauks, kas, palielinot enerģiju, notur daļiņu staru uz pareiza apļveida ceļa. Daļiņu paātrinātājs ir izgatavots no tora ar iespēju mainīt elektriskā un magnētiskā lauka intensitāti tora iekšpusē. Daļiņu stara ceļš ir apļa ceļš, kuru aptver tors. Sinhrotrona paātrinātāja koncepciju izstrādāja sers Markuss Oliphants. Vladimirs Vekslers bija pirmais, kurš publicēja zinātnisku rakstu par sinhrotronu paātrinātājiem, un pirmo elektronu sinhrotronu paātrinātāju konstruēja Edvins Makmilans.
Kas ir Cyclotron Accelerator?
Ciklotrona akselerators ir arī daļiņu paātrinātājs, ko galvenokārt izmanto maza mēroga projektos. Ciklotrons ir apļveida vakuuma kamera, kurā daļiņu paātrinājums sākas centrā. Daļiņas paātrināti iet pa spirālveida ceļu. Ciklotrons izmanto nemainīgu magnētisko lauku un nemainīgas frekvences elektrisko lauku, lai paātrinātu daļiņas.
Kāda ir atšķirība starp ciklotronu un sinhrotronu paātrinātājiem?
• Ciklotronā tiek izmantots nemainīgs magnētiskais lauks un nemainīgas frekvences elektriskais lauks, bet sinhrotronā tiek izmantoti dažādi elektriskie un magnētiskie lauki.
• Sinhrotronu izgatavo no tora formas caurules, bet ciklotronu - no cilindriskas vai sfēriskas kameras.
• Sinhrotrona režīmu izmanto lielākajā daļā liela mēroga projektu, piemēram, CERN lielajā hadronu sadursmē (LHC), bet ciklotronu galvenokārt izmanto maza mēroga projektos.
