Ciklotron proti sinhrotronu | Sinhrotronski pospeševalnik proti ciklotronskemu pospeševalniku
Ciklotron in sinhrotron sta dve vrsti pospeševalcev delcev. Pospeševalniki delcev so zelo uporabni stroji, ko gre za področje jedrske fizike. Visokoenergijski trki subatomskih delcev dajejo zelo dobra opažanja o naravi jedra. Za nekoga, ki študira tako področje, je potrebno temeljito poznavanje sinhrotronskih pospeševalnikov in ciklotronskih pospeševalnikov. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj so ciklotronski in sinhrotronski pospeševalniki, načelih, na katerih temeljijo ti stroji, njihovih podobnostih, aplikacijah in končno o razlikah med ciklotronskim in sinhrotronskim pospeševalnikom.
Kaj je sinhrotronski pospeševalnik?
Sinhrotronski pospeševalnik je vrsta pospeševalnika delcev. Najprej je treba razumeti koncept pospeševalnika delcev, da bi jasno razumeli sinhrotronski pospeševalnik. Ko se naelektreni delec projicira v magnetno polje, se giblje po krožni poti. Pospeševalniki delcev se uporabljajo za preučevanje narave atomov in subatomskih delcev s trčenjem takšnih delcev pri visokih hitrostih ter proučevanjem samega trka in produktov trka. Za pospeševanje delcev se v večini primerov uporablja magnetno polje. Praktična metoda doseganja trkov pri visokih hitrostih je uporaba dveh žarkov delcev, ki se vrtita v nasprotnih smereh. S to metodo je enostavno doseči visokohitrostne trke z relativnimi hitrostmi do 99 odstotkov svetlobne hitrosti. Teorija relativnosti pa pravi, da relativne hitrosti ne morejo biti višje od svetlobne. Zato je potrebna ogromna količina energije tudi za pospešitev žarka delcev do visoke hitrosti. Sinhrotronski pospeševalnik uporablja spremenljivo magnetno polje in spremenljivo električno polje, ki ohranjata žarek delcev na pravilni krožni poti, ko se energija poveča. Pospeševalec delcev je sestavljen iz torusa z možnostjo spreminjanja jakosti električnega in magnetnega polja znotraj torusa. Pot žarka delcev je krožna pot, ki jo obdaja torus. Koncept sinhrotronskega pospeševalnika je razvil sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler je bil prvi, ki je objavil znanstveni članek o sinhrotronskih pospeševalnikih, prvi elektronski sinhrotronski pospeševalnik pa je skonstruiral Edwin McMillan.
Kaj je Cyclotron Accelerator?
Cyclotron pospeševalnik je tudi pospeševalnik delcev, ki se večinoma uporablja v projektih manjšega obsega. Ciklotron je krožna vakuumska komora, kjer se pospeševanje delcev začne v središču. Delci uberejo spiralno pot, ko so pospešeni. Ciklotron uporablja konstantno magnetno polje in električno polje konstantne frekvence za pospeševanje delcev.
Kakšna je razlika med ciklotronskim in sinhrotronskim pospeševalnikom?
• Ciklotron uporablja konstantno magnetno polje in električno polje s konstantno frekvenco, sinhrotron pa uporablja različna električna in magnetna polja.
• Sinhrotron je izdelan iz cevi v obliki torusa, medtem ko je ciklotron izdelan iz cilindrične ali sferične komore.
• Sinhrotronski način se uporablja v večini velikih projektov, kot je veliki hadronski trkalnik (LHC) v CERN-u, vendar se ciklotron uporablja večinoma v majhnih projektih.
