Cyklotrón vs Synchrotrón | synchrotrónový urýchľovač vs cyklotrónový urýchľovač
Cyklotrón a synchrotrón sú dva typy urýchľovačov častíc. Urýchľovače častíc sú veľmi užitočné stroje, pokiaľ ide o oblasť jadrovej fyziky. Vysokoenergetické zrážky subatómových častíc poskytujú veľmi dobré pozorovania povahy jadra. Pre niekoho, kto študuje takýto odbor, je potrebná dôkladná znalosť synchrotrónových urýchľovačov a cyklotrónových urýchľovačov. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo sú cyklotrónové a synchrotrónové urýchľovače, o princípoch, na ktorých sú tieto stroje založené, o ich podobnostiach, aplikáciách a nakoniec o rozdieloch medzi cyklotrónovými a synchrotrónovými urýchľovačmi.
Čo je synchrotrónový akcelerátor?
Synchrotrónový urýchľovač je typ urýchľovača častíc. Najprv musíme pochopiť pojem urýchľovač častíc, aby sme jasne pochopili synchrotrónový urýchľovač. Keď sa nabitá častica premietne do magnetického poľa, pohybuje sa po kruhovej dráhe. Časticové urýchľovače sa používajú na štúdium povahy atómov a subatómových častíc uskutočňovaním vysokorýchlostných zrážok takýchto častíc a štúdiom samotnej zrážky a produktov zrážky. Na urýchlenie častíc sa vo väčšine prípadov používa magnetické pole. Praktickou metódou získania zrážok s vysokou rýchlosťou je použitie dvoch lúčov častíc rotujúcich v opačných smeroch. Pomocou tejto metódy je ľahké získať zrážky s vysokou rýchlosťou s relatívnymi rýchlosťami až 99 percent rýchlosti svetla. Teória relativity však tvrdí, že nemôžu existovať relatívne rýchlosti vyššie ako rýchlosť svetla. Preto je potrebné obrovské množstvo energie aj na zrýchlenie lúča častíc na vysokú rýchlosť. Synchrotrónový urýchľovač využíva meniace sa magnetické pole a meniace sa elektrické pole, ktoré udržiavajú lúč častíc na správnej kruhovej dráhe, keď sa zvyšuje energia. Urýchľovač častíc je vyrobený z torusu so schopnosťou meniť intenzitu elektrických a magnetických polí vo vnútri torusu. Dráha lúča častíc je kruhová dráha ohraničená torusom. Koncepciu synchrotrónového urýchľovača vyvinul Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler bol prvou osobou, ktorá publikovala vedeckú prácu o synchrotrónových urýchľovačoch a prvý elektrónový synchrotrónový urýchľovač skonštruoval Edwin McMillan.
Čo je cyklotrónový urýchľovač?
Cyklotrónový urýchľovač je tiež urýchľovač častíc, ktorý sa väčšinou používa v malých projektoch. Cyklotrón je kruhová vákuová komora, kde zrýchlenie častíc začína v strede. Častice sa pri zrýchľovaní pohybujú po špirálovej dráhe. Cyklotrón využíva na urýchlenie častíc konštantné magnetické pole a elektrické pole s konštantnou frekvenciou.
Aký je rozdiel medzi cyklotrónovými a synchrotrónovými urýchľovačmi?
• Cyklotrón využíva konštantné magnetické pole a elektrické pole s konštantnou frekvenciou, ale synchrotrón využíva rôzne elektrické a magnetické polia.
• Synchrotrón je vyrobený z trubice v tvare torusu, zatiaľ čo cyklotrón je vyrobený z valcovej alebo guľovej komory.
• Režim synchrotrón sa používa vo väčšine veľkých projektov, ako je napríklad veľký hadrónový urýchľovač (LHC) v CERN, ale cyklotrón sa používa väčšinou v projektoch malého rozsahu.
