Synchrotron
Z Wikipedii
Synchrotron – szczególny typ akceleratora cyklicznego, w którym cząstki są przyspieszane w polu elektrycznym wzbudzanym w szczelinach rezonatorów synchronicznie do czasu ich obiegu. W synchrotronie, tak jak w każdym cyklotronie (akceleratorze cyklicznym) przyspieszane cząstki krążą w polu magnetycznym. W miarę wzrostu energii przyspieszanych cząstek, pole magnetyczne jest zwiększane, by zachować stały promień obiegu cząstek.
W synchrotronie można uzyskać energię elektronów do 23 GeV, protonów zaś do 1 TeV. Synchrotronową metodę przyspieszania cząstek podali niezależnie w 1944 r. W. I. Weksler i w 1945 E. M. McMillan.
Pierwsze synchrotrony były rozwinięciem koncepcji betatronu, jako akceleratora przyspieszajacego cząstki wzrastajacym polem magnetycznym. W komorze akceleratora umieszczono dodatkowo w elektrody przyspieszające polem elektrycznym. Elektrody były zasilane napięciem przemiennym wielkiej częstotliwości o częstotliwości synchronicznej z czasem obiegu przyspieszanych cząstek.
Przyspieszane cząstki krążą w komorze próżniowej w kształcie pierścienia, po okręgu o stałym promieniu. Rozwiązanie takie umożliwia zmniejszenie wielkości elektromagnesu potrzebnego do zakrzywiania toru cząstek, zwiekszenie pola magnetycznego zakrzywiającego tor ruchu oraz zwiększenie promienia toru przyspieszanych cząstek.
W synchrotronach, w których przyspieszne cząstki wykonują setki tysięcy obiegów, zachodzi konieczność nadawanie rozpędzanym cząstkom odpowiedniego toru. Gdyby nie podejmowano działań w tym kierunku, jedynie niewielka część z początkowej liczby cząstek dotarłaby do celu. W tym celu kształtuje się odpowiednio pole magnetyczne, początkowo (obecnie tylko w małych akceleratorach) stosowano specjalne ukształtowanie pola zakrzywiajacego tor ruchu cząstek i w związku z tym wprowadzono podział akceleratorów na: akcelaratory bez gradientu pola, ze stałym gradientem pola, zmiennym gradientem pola.
Obecnie w dużych akceleratorach stosuje się technikę polegajacą na rozdzieleniu elementów kształtujacych wiązkę i zakrzywiających wiązkę. Między sekcjami zakrzywiajacymi tor ruchu, instaluje się sekcje ogniskujace wiązkę oparte zazwyczaj na kwadrupolach.
[edytuj] Promieniowanie synchrotronowe
Zobacz: Promieniowanie synchrotronowe
[edytuj] Duże synchrotrony
Obecnie nawiększym działającym akceleratorem na świecie jest Tevatron, w Fermi National Accelerator Laboratory, w USA. Przyspiesza on protony i antyprotony do energii ponad 1 TeV (stąd jego nazwa) w celu zderzenia ich. Jego synchrotron ma średnicę 6.3 km.
Największy na świecie zderzacz cząstek Large Hadron Collider (LHC) jest obecnie budowany Europejskim Laboratorium Wysokich Energii (CERN), będzie ukończony w 2007. Zderzacz zawiera synchrotron w tunelu o długości 27 km, w którym wcześniej był zainstalowany zderzacz elektronów z antyelektronami Large Electron Positron (LEP). LHC przyspieszać będzie protony i jony oraz ich antycząstki do energii 1150 TeV i zderzać je.
Zobacz też:
