Ciklotron protiv sinhrotrona | Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
Ciklotron i sinkrotron su dvije vrste akceleratora čestica. Ubrzivači čestica vrlo su korisni strojevi kada je u pitanju nuklearna fizika. Visokoenergetski sudari subatomskih čestica daju vrlo dobra zapažanja o prirodi jezgre. Za nekoga tko proučava takvo područje potrebno je temeljito znanje o sinkrotronima i akceleratorima ciklotrona. U ovom ćemo članku raspraviti što su ciklotronski i sinkrotronski akceleratori, principi na kojima se temelje ti strojevi, njihove sličnosti, primjene i konačno razlike između ciklotronskih akceleratora i sinkrotronskih akceleratora.
Što je Synchrotron Accelerator?
Sinkrotronski akcelerator je vrsta akceleratora čestica. Prvo treba razumjeti koncept akceleratora čestica, da bi se jasno razumio sinhrotronski akcelerator. Kada se nabijena čestica projicira u magnetsko polje, ona se kreće kružnim putem. Ubrzivači čestica koriste se za proučavanje prirode atoma i subatomskih čestica vršeći sudare takvih brzina velikom brzinom i proučavajući sam sudar i produkte sudara. Magnetno polje koristi se u većini slučajeva za ubrzavanje čestica. Praktična metoda za postizanje sudara velike brzine je upotreba dvije zrake čestica koje se okreću u suprotnim smjerovima. Korištenjem ove metode lako je dobiti sudare velike brzine s relativnim brzinama do 99 posto brzine svjetlosti. Međutim,teorija relativnosti navodi da ne mogu postojati relativne brzine veće od brzine svjetlosti. Stoga je potrebna ogromna količina energije čak i za ubrzanje snopa čestica do velike brzine. Sinkrotronski akcelerator koristi promjenjivo magnetsko polje i promjenjivo električno polje, koji održavaju snop čestica na pravilnom kružnom putu kada se energija povećava. Ubrzivač čestica izrađen je od torusa s mogućnošću promjene intenziteta električnih i magnetskih polja unutar torusa. Put snopa čestica je kružni put koji obuhvaća tor. Koncept sinkrotronskog akceleratora razvio je Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler je prva osoba koja je objavila znanstveni rad o sinkrotronskim akceleratorima, a prvi elektronski sinkrotronski akcelerator konstruirao je Edwin McMillan.
Što je ciklotronski akcelerator?
Ciklotronski akcelerator je također akcelerator čestica, koji se uglavnom koristi u malim projektima. Ciklotron je kružna vakuumska komora u kojoj ubrzanje čestica započinje u središtu. Čestice zauzimaju spiralni put dok se ubrzavaju. Ciklotron koristi konstantno magnetsko polje i električno polje konstantne frekvencije za ubrzavanje čestica.
Koja je razlika između ciklotronskih i sinhrotronskih akceleratora?
• Ciklotron koristi konstantno magnetsko polje i električno polje konstantne frekvencije, ali sinkrotron koristi različita električna i magnetska polja.
• Sinkrotron je izrađen od cijevi u obliku torusa, dok je ciklotron izrađen od cilindrične ili sferne komore.
• Sinkrotronski način rada koristi se u većini velikih projekata, poput velikog hadronskog sudarača (LHC) u CERN-u, ali ciklotron se uglavnom koristi u malim projektima.
