Syklotroni vs synkrotroni Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
Syklotroni ja synkrotroni ovat kahdenlaisia hiukkaskiihdyttimiä. Hiukkaskiihdyttimet ovat erittäin hyödyllisiä koneita ydinfysiikan alalla. Aliatomihiukkasten suurenergiset törmäykset antavat erittäin hyviä havaintoja ytimen luonteesta. Henkilölle, joka opiskelee tällaista alaa, vaaditaan perusteellinen tahdistus kiihdyttimistä ja syklotronikiihdyttimistä. Tässä artikkelissa aiomme keskustella syklotroni- ja synkrotronikiihdyttimistä, periaatteista, joihin nämä koneet perustuvat, niiden samankaltaisuuksista, sovelluksista ja lopuksi syklotronikiihdyttimien ja synkrotronikiihdyttimien eroista.
Mikä on Synchrotron Accelerator?
Synkrotronikiihdytin on eräänlainen hiukkaskiihdytin. Ensin on ymmärrettävä hiukkaskiihdyttimen käsite, ymmärrettävästi synkrotronikiihdytin. Kun varautunut hiukkanen heijastuu magneettikenttään, se liikkuu pyöreällä polulla. Hiukkaskiihdyttimiä käytetään atomien ja aliatomihiukkasten luonteen tutkimiseen tekemällä tällaisten hiukkasten suurten nopeuksien törmäyksiä ja tutkimalla itse törmäystä ja törmäystuotteita. Magneettikenttää käytetään useimmissa tapauksissa hiukkasten kiihdyttämiseen. Käytännön menetelmä suurten nopeuksien törmäysten saamiseksi on käyttää kahta vastakkaisiin suuntiin pyörivää hiukkassädettä. Tätä menetelmää käyttämällä on helppo saada aikaan suurten nopeuksien törmäyksiä, joiden suhteelliset nopeudet ovat jopa 99 prosenttia valon nopeudesta. Kuitenkin,suhteellisuusteorian mukaan suhteellisia nopeuksia ei voi olla valon nopeutta suurempia. Siksi tarvitaan valtava määrä energiaa jopa hiukkassäteen kiihdyttämiseksi suurelle nopeudelle. Tahdistinkiihdytin käyttää vaihtelevaa magneettikenttää ja vaihtelevaa sähkökenttää, jotka pitävät hiukkassäteen oikealla pyöreällä polulla, kun energiaa lisätään. Hiukkaskiihdytin on valmistettu toruksesta, jolla on kyky muuttaa toruksen sisällä olevien sähkö- ja magneettikenttien voimakkuutta. Hiukkassäteen polku on pyöreä reitti, jonka torus ympäröi. Synkrotronikiihdyttimen konseptin on kehittänyt Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler julkaisi ensimmäisenä tieteellisen artikkelin synkrotronikiihdyttimistä, ja ensimmäisen elektronisynkrotronikiihdyttimen rakensi Edwin McMillan.
Mikä on Cyclotron Accelerator?
Syklotronikiihdytin on myös hiukkaskiihdytin, jota käytetään enimmäkseen pienimuotoisissa projekteissa. Syklotroni on pyöreä tyhjiökammio, jossa hiukkasten kiihtyvyys alkaa keskeltä. Hiukkaset kiertyvät kiertoreitillä. Syklotroni käyttää jatkuvaa magneettikenttää ja vakiotaajuista sähkökenttää hiukkasten kiihdyttämiseksi.
Mitä eroa on syklotroni- ja synkrotronikiihdyttimillä?
• Syklotroni käyttää vakiona olevaa magneettikenttää ja vakiotaajuista sähkökenttää, mutta synkrotroni käyttää vaihtelevia sähkö- ja magneettikenttiä.
• Synkrotroni on valmistettu toruksen muotoisesta putkesta, kun taas syklotroni on valmistettu lieriömäisestä tai pallomaisesta kammiosta.
• Synkrotronitilaa käytetään useimmissa laajamittaisissa projekteissa, kuten CERN: n suuressa hadronin törmäyksessä (LHC), mutta syklotronia käytetään lähinnä pienimuotoisissa projekteissa.
