Ciclotron vs Sincrotron | Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
Ciclotronul și sincrotronul sunt două tipuri de acceleratoare de particule. Acceleratoarele de particule sunt mașini foarte utile atunci când vine vorba de domeniul fizicii nucleare. Ciocnirile de mare energie ale particulelor subatomice oferă observații foarte bune asupra naturii nucleului. Pentru cineva care studiază un astfel de domeniu, sunt necesare cunoștințe aprofundate în acceleratoarele de sincrotron și acceleratoarele de ciclotron. În acest articol, vom discuta despre ce sunt acceleratoarele ciclotron și sincrotron, principiile pe care se bazează aceste mașini, asemănările lor, aplicațiile și, în final, diferențele dintre acceleratoarele de ciclotron și acceleratoarele de sincrotron.
Ce este acceleratorul de sincrotron?
Un accelerator sincrotron este un tip de accelerator de particule. Trebuie să înțelegeți mai întâi conceptul de accelerator de particule, pentru a înțelege clar acceleratorul de sincrotron. Când o particulă încărcată este proiectată într-un câmp magnetic, aceasta se mișcă pe o cale circulară. Acceleratorii de particule sunt utilizați pentru a studia natura atomilor și a particulelor sub-atomice, realizând coliziuni cu viteză mare a unor astfel de particule și studiind coliziunea în sine și produsele coliziunii. Un câmp magnetic este folosit în majoritatea cazurilor pentru a accelera particulele. Metoda practică de obținere a coliziunilor cu viteză mare este utilizarea a două fascicule de particule care se rotesc în direcții opuse. Folosind această metodă, este ușor să obțineți coliziuni cu viteză mare, cu viteze relative de până la 99% din viteza luminii. Totuși, teoria relativității afirmă că nu pot exista viteze relative mai mari decât viteza luminii. Prin urmare, este necesară o cantitate mare de energie chiar și pentru a accelera fasciculul de particule la o viteză mare. Un accelerator sincrotron folosește un câmp magnetic variabil și un câmp electric variabil, care mențin fasciculul de particule pe o cale circulară adecvată atunci când energia crește. Un accelerator de particule este format dintr-un torus cu capacitatea de a modifica intensitatea câmpurilor electrice și magnetice din interiorul torusului. Calea fasciculului de particule este calea circulară acoperită de tor. Conceptul de accelerator sincrotron a fost dezvoltat de Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler a fost prima persoană care a publicat o lucrare științifică despre acceleratoarele de sincrotron, iar primul accelerator de sincrotron de electroni a fost construit de Edwin McMillan.
Ce este Cyclotron Accelerator?
Acceleratorul ciclotron este, de asemenea, un accelerator de particule, care este folosit mai ales în proiecte la scară mică. Un ciclotron este o cameră circulară cu vid în care accelerația particulelor începe la centru. Particulele iau o cale în spirală pe măsură ce sunt accelerate. Ciclotronul folosește un câmp magnetic constant și un câmp electric de frecvență constantă pentru a accelera particulele.
Care este diferența dintre acceleratoarele ciclotron și sincrotron?
• Ciclotronul folosește un câmp magnetic constant și un câmp electric cu frecvență constantă, dar sincrotronul folosește câmpuri electrice și magnetice diferite.
• Un sincrotron este format dintr-un tub în formă de torus, în timp ce ciclotronul este format dintr-o cameră cilindrică sau sferică.
• Modul sincrotron este utilizat în majoritatea proiectelor de mare anvergură, cum ar fi ciocnitorul mare de hadron (LHC) de la CERN, dar ciclotronul este folosit mai ales în proiecte la scară mică.
