ციკლოტრონი სინქროტრონის წინააღმდეგ | სინქროტრონის ამაჩქარებელი vs ციკლოტრონის ამაჩქარებელი
ციკლოტრონი და სინქროტრონი არის ნაწილაკების ამაჩქარებლების ორი ტიპი. ნაწილაკების ამაჩქარებლები ძალიან სასარგებლო მანქანებია, როდესაც საქმე ეხება ბირთვული ფიზიკის სფეროს. ქვეატომური ნაწილაკების მაღალი ენერგიის შეჯახება იძლევა ძალიან კარგ დაკვირვებას ბირთვის ბუნებაზე. ვინც სწავლობს ასეთ სფეროს, საჭიროა საფუძვლიანი ცოდნა სინქროტრონის ამაჩქარებლებისა და ციკლოტრონის ამაჩქარებლების შესახებ. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ რა არის ციკლოტრონის და სინქროტრონის ამაჩქარებლები, პრინციპებზე დაფუძნებული ეს მანქანები, მათი მსგავსება, აპლიკაციები და საბოლოოდ განსხვავებები ციკლოტრონის ამაჩქარებლებსა და სინქროტრონის ამაჩქარებლებს შორის.
რა არის სინქროტრონის ამაჩქარებელი?
სინქროტრონის ამაჩქარებელი არის ნაწილაკების ამაჩქარებლის ტიპი. ჯერ უნდა გვესმოდეს ნაწილაკების ამაჩქარებლის კონცეფცია, რათა ნათლად გავიგოთ სინქროტრონის ამაჩქარებელი. როდესაც დამუხტული ნაწილაკი პროეცირდება მაგნიტურ ველში, ის მოძრაობს წრიულ გზაზე. ნაწილაკების ამაჩქარებლები გამოიყენება ატომებისა და ქვეატომური ნაწილაკების ბუნების შესასწავლად ასეთი ნაწილაკების მაღალი სიჩქარით შეჯახების განხორციელებით და შეჯახების და შეჯახების პროდუქტების შესწავლით. მაგნიტური ველი გამოიყენება უმეტეს შემთხვევაში ნაწილაკების დასაჩქარებლად. მაღალი სიჩქარის შეჯახების მიღების პრაქტიკული მეთოდი არის ორი ნაწილაკების სხივის გამოყენებით, რომლებიც ბრუნავს საპირისპირო მიმართულებით. ამ მეთოდის გამოყენებით ადვილია მივიღოთ მაღალი სიჩქარის შეჯახება შედარებით სიჩქარით, როგორც სინათლის სიჩქარის 99 პროცენტი. ამასთან, ფარდობითობის თეორია აცხადებს, რომ არ შეიძლება იყოს სინათლის სიჩქარეზე მაღალი ფარდობითი სიჩქარე. ამიტომ, ნაწილაკების სხივის მაღალ სიჩქარემდე აჩქარებისთვისაც კი საჭიროა უზარმაზარი ენერგია.სინქროტრონის ამაჩქარებელი იყენებს ცვალებად მაგნიტურ ველს და ცვალებად ელექტრულ ველს, რომლებიც ინარჩუნებენ ნაწილაკების სხივს სათანადო წრიულ გზაზე ენერგიის გაზრდისას. ნაწილაკების ამაჩქარებელი დამზადებულია ტორისგან, რომელსაც შეუძლია შეცვალოს ელექტრული და მაგნიტური ველების ინტენსივობა ტორუსის შიგნით. ნაწილაკების სხივის გზა არის წრიული გზა, რომელიც შემოსილია ტორუსით. სინქროტრონის ამაჩქარებლის კონცეფცია შეიმუშავა სერ მარკუს ოლიფანტმა. ვლადიმირ ვეკსლერი იყო პირველი ადამიანი, ვინც გამოაქვეყნა სამეცნიერო ნაშრომი სინქროტრონის ამაჩქარებლების შესახებ, ხოლო პირველი ელექტრონული სინქროტრონის ამაჩქარებელი ააშენა ედვინ მაკმილანმა.
რა არის ციკლოტრონის ამაჩქარებელი?
ციკლოტრონის ამაჩქარებელი ასევე არის ნაწილაკების ამაჩქარებელი, რომელიც ძირითადად გამოიყენება მცირე პროექტებში. ციკლოტრონი არის წრიული ვაკუუმის კამერა, სადაც ნაწილაკების აჩქარება იწყება ცენტრიდან. ნაწილაკები აჩქარებისას სპირალურ გზას იღებენ. ციკლოტრონი იყენებს მუდმივ მაგნიტურ ველს და მუდმივი სიხშირის ელექტრულ ველს ნაწილაკების დასაჩქარებლად.
რა განსხვავებაა ციკლოტრონისა და სინქროტრონის ამაჩქარებლებს შორის?
• ციკლოტრონი იყენებს მუდმივ მაგნიტურ ველს და მუდმივი სიხშირის ელექტრულ ველს, მაგრამ სინქროტრონი იყენებს ცვალებად ელექტრულ და მაგნიტურ ველებს.
• სინქროტრონი დამზადებულია ტორუსის ფორმის მილისაგან, ხოლო ციკლოტრონი დამზადებულია ცილინდრული ან სფერული კამერისგან.
• სინქროტრონის რეჟიმი გამოიყენება უმეტეს მასშტაბურ პროექტებში, როგორიცაა დიდი ჰადრონის კოლაიდერი (LHC) CERN-ში, მაგრამ ციკლოტრონი ძირითადად გამოიყენება მცირე მასშტაბის პროექტებში.
