Разница между циклотроном и синхротроном

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Циклотрон против синхротрона | Синхротронный ускоритель против циклотронного ускорителя

Циклотрон и синхротрон - это два типа ускорителей частиц. Ускорители элементарных частиц - очень полезные машины, когда дело касается ядерной физики. Столкновения субатомных частиц при высоких энергиях дают очень хорошие сведения о природе ядра. Для тех, кто изучает такую область, необходимы глубокие знания в области синхротронных ускорителей и циклотронных ускорителей. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое циклотронные и синхротронные ускорители, принципы, на которых основаны эти машины, их сходства, применения и, наконец, различия между циклотронными ускорителями и синхротронными ускорителями.

Что такое синхротронный ускоритель?

Синхротронный ускоритель - это разновидность ускорителя частиц. Чтобы четко понять синхротронный ускоритель, нужно сначала понять концепцию ускорителя частиц. Когда заряженная частица проецируется в магнитное поле, она движется по круговой траектории. Ускорители элементарных частиц используются для изучения природы атомов и субатомных частиц путем столкновения таких частиц с высокой скоростью и изучения самого столкновения и продуктов столкновения. Магнитное поле используется в большинстве случаев для ускорения частиц. Практический метод получения столкновений с высокой скоростью состоит в использовании двух пучков частиц, вращающихся в противоположных направлениях. Используя этот метод, легко получить высокоскоростные столкновения с относительными скоростями, достигающими 99 процентов скорости света. Однако,теория относительности утверждает, что не может быть относительных скоростей выше скорости света. Следовательно, даже для ускорения пучка частиц до высокой скорости требуется огромное количество энергии. В синхротронном ускорителе используются переменное магнитное поле и переменное электрическое поле, которые удерживают пучок частиц на правильном круговом пути при увеличении энергии. Ускоритель частиц состоит из тора с возможностью изменения напряженности электрического и магнитного полей внутри тора. Путь пучка частиц - это круговой путь, заключенный в тор. Концепция синхротронного ускорителя была разработана сэром Маркусом Олифантом. Владимир Векслер был первым, кто опубликовал научную статью о синхротронных ускорителях, а первый электронный синхротронный ускоритель был построен Эдвином Макмилланом.

Что такое циклотронный ускоритель?

Циклотронный ускоритель также является ускорителем частиц, который в основном используется в небольших проектах. Циклотрон - это круглая вакуумная камера, в центре которой начинается ускорение частиц. При ускорении частицы движутся по спирали. Циклотрон использует постоянное магнитное поле и электрическое поле постоянной частоты для ускорения частиц.

В чем разница между циклотронными и синхротронными ускорителями?

• Циклотрон использует постоянное магнитное поле и электрическое поле постоянной частоты, но синхротрон использует переменные электрические и магнитные поля.

• Синхротрон состоит из трубки в форме тора, а циклотрон - из цилиндрической или сферической камеры.

• Режим синхротрона используется в большинстве крупномасштабных проектов, таких как большой адронный коллайдер (LHC) в ЦЕРНе, но циклотрон используется в основном в небольших проектах.