Starpība starp ciklotronu un sinhrotronu

Cyclotron vs Synchrotron | Sinhrotrona paātrinātājs vs Ciklotronu paātrinātājs
 

Ciklotrons un sinhrotrons ir divu veidu daļiņu paātrinātāji. Daļiņu paātrinātāji ir ļoti noderīgas mašīnas, kad runa ir par kodolfizikas jomu. Subatomu daļiņu augstas enerģijas sadursmes dod ļoti labus novērojumus par kodola dabu. Kādam, kurš pēta šādu lauku, ir vajadzīgas pamatīgas zināšanas sinhronu paātrinātājos un ciklotronu paātrinātājos. Šajā rakstā mēs apspriedīsimies, kas ir ciklotroni un sinhrotronu paātrinātāji, principi, uz kuriem šīs mašīnas balstās, to līdzības, pielietojumi un, visbeidzot, atšķirības starp ciklotrona un sinhrotrona paātrinātājiem.

Kas ir Synchrotron Accelerator?

Sinhrotrona paātrinātājs ir daļiņu paātrinātājs. Vispirms ir jāsaprot daļiņu paātrinātāja jēdziens, skaidri jāsaprot sinhrotrona paātrinātājs. Kad uzlādēta daļiņa tiek projicēta magnētiskajā laukā, tā pārvietojas pa apļveida ceļu. Daļiņu paātrinātājus izmanto, lai izpētītu atomu un apakšatomu daļiņu raksturu, veicot šādu daļiņu sadursmes ar lielu ātrumu un izpētot pašu sadursmi un tās rezultātus. Daļiņu paātrināšanai lielākajā daļā gadījumu tiek izmantots magnētiskais lauks. Praktiska metode liela ātruma sadursmju iegūšanai ir divu daļiņu staru izmantošana, kas rotē pretējos virzienos. Izmantojot šo metodi, ir viegli iegūt liela ātruma sadursmes ar relatīvo ātrumu līdz pat 99 procentiem no gaismas ātruma. Tomēr relativitātes teorijā teikts, ka nevar būt relatīvi ātrumi, kas ir lielāki par gaismas ātrumu. Tāpēc, lai paātrinātu daļiņu staru līdz lielam ātrumam, ir nepieciešams milzīgs enerģijas daudzums. Sinhrotrona paātrinātājā tiek izmantots mainīgs magnētiskais lauks un mainīgs elektriskais lauks, kas, palielinot enerģiju, saglabā daļiņu staru pareizu apļveida ceļu. Daļiņu paātrinātājs ir izgatavots no torusa ar spēju mainīt elektriskā un magnētiskā lauka intensitāti torusa iekšpusē. Daļiņu staru ceļš ir apļveida ceļš, ko ieskauj torus. Sinhrotrona paātrinātāja koncepciju izstrādāja sers Markuss Olipants. Vladimirs Vekslers bija pirmais, kurš publicēja zinātnisku rakstu par sinhrotronu paātrinātājiem, un pirmo elektronu sinhrotronu paātrinātāju uzbūvēja Edvīns Makmilans.

Kas ir Cyclotron Accelerator?

Ciklotrona paātrinātājs ir arī daļiņu paātrinātājs, ko galvenokārt izmanto maza mēroga projektos. Ciklotrons ir apaļa vakuuma kamera, kurā centrā sākas daļiņu paātrinājums. Daļiņas paiet pa spirāli, paātrinoties. Ciklotrons izmanto pastāvīgu magnētisko lauku un nemainīgas frekvences elektrisko lauku, lai paātrinātu daļiņas.