Ciklotronas prieš sinchrotroną „Synchrotron Accelerator“ir „ Cyclotron Accelerator“
Ciklotronas ir sinchrotronas yra dviejų tipų dalelių greitintuvai. Dalelių greitintuvai yra labai naudingos mašinos, kai kalbama apie branduolinės fizikos sritį. Didelės energijos subatominių dalelių susidūrimai leidžia labai gerai stebėti branduolio pobūdį. Tam, kuris studijuoja tokią sritį, reikalingos išsamios žinios apie sinchrotronų greitintuvus ir ciklotronų greitintuvus. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra ciklotrono ir sinchrotrono greitintuvai, principai, kuriais grindžiamos šios mašinos, jų panašumai, pritaikymas ir galiausiai skirtumai tarp ciklotrono greitintuvų ir sinchrotronų greitintuvų.
Kas yra „Synchrotron Accelerator“?
Sinchroninis greitintuvas yra dalelių greitintuvo tipas. Pirmiausia reikia suprasti dalelių greitintuvo sąvoką, aiškiai suprasti sinchrotrono greitintuvą. Kai įelektrinta dalelė projektuojama į magnetinį lauką, ji juda žiediniu keliu. Dalelių greitintuvai naudojami tiriant atomų ir subatominių dalelių pobūdį atliekant didelių greičių tokių dalelių susidūrimus ir tiriant patį susidūrimą bei susidūrimo produktus. Dalelėms pagreitinti dažniausiai naudojamas magnetinis laukas. Praktiškas didelio greičio susidūrimų metodas yra naudojant dvi priešingomis kryptimis besisukančias dalelių sijas. Naudojant šį metodą lengva pasiekti didelio greičio susidūrimus, kai santykinis greitis siekia 99 procentus šviesos greičio. Tačiaureliatyvumo teorija teigia, kad negali būti didesni nei šviesos greitis santykiniai greičiai. Todėl reikalingas didžiulis energijos kiekis, kad dalelių pluoštas būtų pagreitintas iki didelio greičio. Sinchrotrono greitintuvas naudoja kintantį magnetinį lauką ir kintantį elektrinį lauką, kurie, padidinus energiją, palaiko dalelių pluoštą tinkamu apskritimo keliu. Dalelių greitintuvas yra pagamintas iš toro, turintis galimybę pakeisti toro viduje esančių elektrinių ir magnetinių laukų intensyvumą. Dalelių pluošto kelias yra apvalus kelias, apgaubtas toro. Sinchrotrono greitintuvo koncepciją sukūrė seras Marcusas Oliphantas. Vladimiras Veksleris buvo pirmasis asmuo, paskelbęs mokslinį straipsnį apie sinchrotronų greitintuvus, o pirmąjį elektronų sinchrotronų greitintuvą sukonstravo Edwinas McMillanas.
Kas yra „Cyclotron Accelerator“?
Ciklotrono greitintuvas taip pat yra dalelių greitintuvas, kuris dažniausiai naudojamas nedidelio masto projektuose. Ciklotronas yra apvali vakuuminė kamera, kur dalelių pagreitis prasideda nuo centro. Spartėjant dalelės eina spiraliniu keliu. Ciklotronas naudoja pastovų magnetinį lauką ir pastovaus dažnio elektrinį lauką, kad pagreitintų daleles.
Koks skirtumas tarp ciklotrono ir sinchrotrono greitintuvų?
• Ciklotronas naudoja pastovų magnetinį lauką ir pastovaus dažnio elektrinį lauką, tačiau sinchrotronas naudoja įvairius elektrinius ir magnetinius laukus.
• Sinchrotronas pagamintas iš toro formos vamzdžio, o ciklotronas - iš cilindrinės arba sferinės kameros.
• Sinchrotrono režimas naudojamas daugumoje didelio masto projektų, pavyzdžiui, CERN didžiajame hadronų susidūrime (LHC), tačiau ciklotronas dažniausiai naudojamas nedidelio masto projektuose.
