Циклотрон және Синхротрон | Синхротронды үдеткіш пен циклотронды үдеткіш
Циклотрон және синхротрон - бөлшектердің үдеткіштерінің екі түрі. Бөлшектердің үдеткіштері ядролық физика саласына келгенде өте пайдалы машиналар болып табылады. Субатомдық бөлшектердің жоғары энергиялық соқтығысуы ядроның табиғаты туралы өте жақсы бақылаулар береді. Мұндай саланы зерттеп жүрген адам үшін синхротрондық үдеткіштер мен циклотрондық үдеткіштер туралы толық білім қажет. Бұл мақалада біз циклотрондық және синхротрондық үдеткіштердің не екенін, бұл машиналар негізделген принциптерді, олардың ұқсастықтарын, қолданылуын және соңында циклотрондық үдеткіштер мен синхротрондық үдеткіштердің айырмашылығын талқылаймыз.
Синхротронды үдеткіш дегеніміз не?
Синхротронды үдеткіш – бөлшектерді үдеткіштің бір түрі. Синхротрон үдеткішін анық түсіну үшін алдымен бөлшектердің үдеткіші түсінігін түсіну керек. Зарядталған бөлшек магнит өрісіне проекцияланғанда, ол дөңгелек жолмен қозғалады. Бөлшектердің үдеткіштері мұндай бөлшектердің жоғары жылдамдықпен соқтығысуы және соқтығыстың өзін және соқтығыстың өнімдерін зерттеу арқылы атомдар мен субатомдық бөлшектердің табиғатын зерттеу үшін қолданылады. Магнит өрісі көптеген жағдайларда бөлшектерді жеделдету үшін қолданылады. Жоғары жылдамдықтағы соқтығысуларды алудың практикалық әдісі қарама-қарсы бағытта айналатын екі бөлшек сәулесін пайдалану болып табылады. Бұл әдісті қолдану арқылы жарық жылдамдығының 99 пайызына дейінгі салыстырмалы жылдамдықтары бар жоғары жылдамдықты соқтығысуларды алу оңай. Алайда салыстырмалылық теориясы жарық жылдамдығынан жоғары салыстырмалы жылдамдықтар болуы мүмкін емес екенін айтады. Сондықтан бөлшектер шоғын жоғары жылдамдыққа дейін үдету үшін де орасан зор энергия қажет. Синхротрондық үдеткіш энергия жоғарылаған кезде бөлшектер сәулесін дұрыс айналмалы жолда ұстап тұратын өзгермелі магнит өрісі мен өзгермелі электр өрісін пайдаланады. Бөлшектердің үдеткіші торус ішіндегі электр және магнит өрістерінің интенсивтілігін өзгерту мүмкіндігі бар торудан жасалған. Бөлшек шоғырының жолы - торуспен қоршалған дөңгелек жол. Синхротронды үдеткіш концепциясын сэр Маркус Олифант жасаған. Владимир Векслер синхротрондық үдеткіштер туралы ғылыми мақала жариялаған бірінші адам болды, ал бірінші электронды синхротронды үдеткіш Эдвин МакМилланмен құрастырылды.
Циклотронды үдеткіш дегеніміз не?
Циклотрон үдеткіші де бөлшектердің үдеткіші болып табылады, ол негізінен шағын жобаларда қолданылады. Циклотрон - бөлшектердің үдеуі орталықтан басталатын дөңгелек вакуумдық камера. Бөлшектер үдетілген сайын спираль жолын алады. Циклотрон тұрақты магнит өрісін, ал бөлшектерді жеделдету үшін тұрақты жиілікті электр өрісін пайдаланады.
Циклотрон мен синхротрон үдеткіштерінің айырмашылығы неде?
• Циклотрон тұрақты магнит өрісін және тұрақты жиілікті электр өрісін пайдаланады, бірақ синхротрон әртүрлі электр және магнит өрістерін пайдаланады.
• Синхротрон торус тәрізді түтіктен жасалған, ал циклотрон цилиндрлік немесе сфералық камерадан жасалған.
• Синхротрон режимі CERN-дегі үлкен адрон коллайдері (LHC) сияқты ауқымды жобалардың көпшілігінде пайдаланылады, бірақ циклотрон негізінен шағын ауқымды жобаларда қолданылады.
