Cyclotron vs Synchrotron | Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
Ciklotronas ir sinchrotronas yra dviejų tipų dalelių greitintuvai. Dalelių greitintuvai yra labai naudingi įrenginiai, kai kalbama apie branduolinės fizikos sritį. Didelės energijos subatominių dalelių susidūrimai suteikia labai gerų branduolio prigimties stebėjimų. Tiems, kurie studijuoja tokią sritį, reikia išsamių žinių apie sinchrotroninius greitintuvus ir ciklotroninius greitintuvus. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra ciklotroniniai ir sinchrotroniniai greitintuvai, kokiais principais pagrįstos šios mašinos, jų panašumai, pritaikymas ir galiausiai skirtumai tarp ciklotronų greitintuvų ir sinchrotroninių greitintuvų.
Kas yra sinchrotrono greitintuvas?
Sinchrotroninis greitintuvas yra dalelių greitintuvo tipas. Pirmiausia reikia suprasti dalelių greitintuvo sąvoką, kad aiškiai suprastumėte sinchrotroninį greitintuvą. Kai įkrauta dalelė projektuojama į magnetinį lauką, ji juda apskritimu. Dalelių greitintuvai naudojami tiriant atomų ir subatominių dalelių prigimtį, atliekant tokių dalelių susidūrimus dideliu greičiu ir tiriant patį susidūrimą bei susidūrimo produktus. Magnetinis laukas daugeliu atvejų naudojamas dalelėms pagreitinti. Praktinis didelio greičio susidūrimo būdas yra naudojant du dalelių pluoštus, besisukančius priešingomis kryptimis. Naudojant šį metodą, lengva pasiekti didelio greičio susidūrimus, kurių santykinis greitis siekia net 99 procentus šviesos greičio. Tačiau reliatyvumo teorija teigia, kad negali būti santykinių greičių, didesnių už šviesos greitį. Todėl norint pagreitinti dalelių spindulį iki didelio greičio, reikalingas didžiulis energijos kiekis. Sinchrotroninis greitintuvas naudoja kintantį magnetinį lauką ir kintantį elektrinį lauką, todėl dalelių pluoštas palaikomas tinkamu apskritimo keliu, kai padidėja energija. Dalelių greitintuvas pagamintas iš toro su galimybe keisti elektrinių ir magnetinių laukų intensyvumą toro viduje. Dalelių pluošto kelias yra apskritas kelias, apgaubtas toro. Sinchrotroninio greitintuvo koncepciją sukūrė seras Marcusas Oliphantas. Vladimiras Veksleris buvo pirmasis asmuo, paskelbęs mokslinį darbą apie sinchrotroninius greitintuvus, o pirmąjį elektronų sinchrotroninį greitintuvą sukonstravo Edwinas McMillanas.
Kas yra Cyclotron Accelerator?
Cyclotron greitintuvas taip pat yra dalelių greitintuvas, kuris dažniausiai naudojamas nedidelio masto projektuose. Ciklotronas yra apvali vakuuminė kamera, kurioje dalelių pagreitis prasideda centre. Dalelės paspartindamos eina spirale. Ciklotronas dalelėms pagreitinti naudoja pastovų magnetinį lauką ir pastovaus dažnio elektrinį lauką.
Kuo skiriasi Cyclotron ir Synchrotron Accelerators?
• Ciklotronas naudoja pastovų magnetinį lauką ir pastovaus dažnio elektrinį lauką, tačiau sinchrotronas naudoja skirtingus elektrinius ir magnetinius laukus.
• Sinchrotronas pagamintas iš toro formos vamzdžio, o ciklotronas – iš cilindrinės arba sferinės kameros.
• Sinchrotrono režimas naudojamas daugumoje didelio masto projektų, tokių kaip didelis hadronų greitintuvas (LHC) CERN, tačiau ciklotronas dažniausiai naudojamas mažo masto projektuose.
