Cyclotron vs Synchrotron | Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
Ciklotrons un sinhrotrons ir divu veidu daļiņu paātrinātāji. Daļiņu paātrinātāji ir ļoti noderīgas mašīnas kodolfizikas jomā. Subatomu daļiņu augstas enerģijas sadursmes sniedz ļoti labus novērojumus par kodola būtību. Tiem, kas studē šādu jomu, ir nepieciešamas pamatīgas zināšanas sinhrotronu paātrinātājos un ciklotronu paātrinātājos. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir ciklotronu un sinhrotronu paātrinātāji, principus, uz kuriem šīs mašīnas ir balstītas, to līdzības, lietojumus un, visbeidzot, atšķirības starp ciklotronu paātrinātājiem un sinhrotronu paātrinātājiem.
Kas ir Synchrotron Accelerator?
Sinhrotrona paātrinātājs ir daļiņu paātrinātāja veids. Vispirms ir jāsaprot daļiņu paātrinātāja jēdziens, lai skaidri saprastu sinhrotronu paātrinātāju. Kad uzlādēta daļiņa tiek projicēta magnētiskajā laukā, tā pārvietojas pa apļveida ceļu. Daļiņu paātrinātājus izmanto, lai pētītu atomu un subatomisko daļiņu dabu, veicot šādu daļiņu sadursmes ar lielu ātrumu un pētot pašu sadursmi un sadursmes produktus. Magnētiskais lauks vairumā gadījumu tiek izmantots, lai paātrinātu daļiņas. Praktiskā metode liela ātruma sadursmju iegūšanai ir izmantot divus daļiņu starus, kas rotē pretējos virzienos. Izmantojot šo metodi, ir viegli iegūt liela ātruma sadursmes, kuru relatīvais ātrums sasniedz pat 99 procentus no gaismas ātruma. Tomēr relativitātes teorija apgalvo, ka nevar būt relatīvi ātrumi, kas ir lielāki par gaismas ātrumu. Tāpēc ir nepieciešams milzīgs enerģijas daudzums, pat lai paātrinātu daļiņu staru kūli līdz lielam ātrumam. Sinhrotrona paātrinātājs izmanto mainīgu magnētisko lauku un mainīgu elektrisko lauku, kas saglabā daļiņu staru pareizajā apļveida ceļā, kad enerģija tiek palielināta. Daļiņu paātrinātājs ir izgatavots no tora ar iespēju mainīt elektrisko un magnētisko lauku intensitāti tora iekšpusē. Daļiņu stara ceļš ir apļveida ceļš, ko aptver torus. Sinhrotrona paātrinātāja koncepciju izstrādāja sers Markuss Olifants. Vladimirs Vekslers bija pirmais cilvēks, kurš publicēja zinātnisku rakstu par sinhrotronu paātrinātājiem, un pirmo elektronu sinhrotronu paātrinātāju uzbūvēja Edvīns Makmilans.
Kas ir Cyclotron Accelerator?
Cyclotron akselerators ir arī daļiņu paātrinātājs, ko pārsvarā izmanto maza mēroga projektos. Ciklotrons ir apļveida vakuuma kamera, kuras centrā sākas daļiņu paātrinājums. Daļiņas paātrina tās spirālveida ceļā. Ciklotrons izmanto nemainīgu magnētisko lauku un nemainīgas frekvences elektrisko lauku, lai paātrinātu daļiņas.
Kāda ir atšķirība starp Cyclotron un Synchrotron paātrinātājiem?
• Ciklotrons izmanto pastāvīgu magnētisko lauku un nemainīgas frekvences elektrisko lauku, bet sinhrotrons izmanto dažādus elektriskos un magnētiskos laukus.
• Sinhrotrons ir izgatavots no tora formas caurules, savukārt ciklotrons ir izgatavots no cilindriskas vai sfēriskas kameras.
• Sinhrotrona režīms tiek izmantots lielākajā daļā liela mēroga projektu, piemēram, lielajā hadronu paātrinātājā (LHC) CERN, bet ciklotronu galvenokārt izmanto maza mēroga projektos.
