Cyclotron vs Synchrotron | Sinhrotronski akcelerator protiv ciklotronskog akceleratora
Ciklotron i sinkrotron dvije su vrste akceleratora čestica. Akceleratori čestica vrlo su korisni strojevi kada je riječ o polju nuklearne fizike. Visokoenergetski sudari subatomskih čestica daju vrlo dobra zapažanja o prirodi jezgre. Za nekoga tko studira takvo područje potrebno je temeljito poznavanje sinkrotronskih akceleratora i ciklotronskih akceleratora. U ovom ćemo članku raspravljati o tome što su ciklotronski i sinkrotronski akceleratori, principima na kojima se ti strojevi temelje, njihovim sličnostima, primjenama i konačno razlikama između ciklotronskih i sinkrotronskih akceleratora.
Što je sinkrotronski akcelerator?
Sinkrotronski akcelerator je vrsta akceleratora čestica. Prvo moramo razumjeti koncept akceleratora čestica, da bismo jasno razumjeli sinkrotronski akcelerator. Kada se nabijena čestica projicira u magnetsko polje, ona se kreće po kružnoj putanji. Akceleratori čestica koriste se za proučavanje prirode atoma i subatomskih čestica stvaranjem sudara velikih brzina takvih čestica i proučavanjem samog sudara i proizvoda sudara. U većini slučajeva za ubrzavanje čestica koristi se magnetsko polje. Praktična metoda za postizanje sudara velikih brzina je korištenje dviju zraka čestica koje rotiraju u suprotnim smjerovima. Pomoću ove metode lako je postići sudare velikih brzina s relativnim brzinama od čak 99 posto brzine svjetlosti. Međutim, teorija relativnosti tvrdi 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 ispravnom kružnom putu kada se energija poveća. Akcelerator čestica se sastoji od torusa sa sposobnošću mijenjanja intenziteta električnog i magnetskog polja unutar torusa. Put zraka čestica je kružni put obavijen torusom. Koncept sinkrotronskog akceleratora razvio je Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler bio je prvi koji je objavio znanstveni rad o sinkrotronskim akceleratorima, a prvi elektronski sinkrotronski akcelerator konstruirao je Edwin McMillan.
Što je Cyclotron Accelerator?
Ciklotron akcelerator je također akcelerator čestica, koji se uglavnom koristi u projektima manjeg opsega. Ciklotron je kružna vakuumska komora u kojoj ubrzanje čestica počinje u središtu. Čestice se kreću spiralnom putanjom dok se ubrzavaju. Ciklotron koristi konstantno magnetsko polje i električno polje konstantne frekvencije za ubrzavanje čestica.
Koja je razlika između ciklotronskih i sinkrotronskih akceleratora?
• Ciklotron koristi konstantno magnetsko polje i električno polje konstantne frekvencije, ali sinkrotron koristi različita električna i magnetska polja.
• Sinhrotron je napravljen od cijevi u obliku torusa, dok je ciklotron napravljen od cilindrične ili sferične komore.
• Sinhrotronski način rada koristi se u većini velikih projekata kao što je veliki hadronski sudarač (LHC) u CERN-u, ali ciklotron se koristi uglavnom u projektima malih razmjera.
