Cyclotron vs Synchrotron | Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
Cyklotron og synkrotron er to typer partikelacceleratorer. Partikelacceleratorer er meget nyttige maskiner, når det kommer til kernefysik. De højenergikollisioner af subatomare partikler giver meget gode observationer om kernens natur. For en person, der studerer et sådant område, kræves et grundigt kendskab til synkrotronacceleratorer og cyklotronacceleratorer. I denne artikel skal vi diskutere, hvad cyclotron- og synkrotronacceleratorer er, principperne disse maskiner er baseret på, deres ligheder, anvendelser og endelig forskellene mellem cyclotronacceleratorer og synkrotronacceleratorer.
Hvad er Synchrotron Accelerator?
En synkrotronaccelerator er en type partikelaccelerator. Man skal først forstå begrebet partikelaccelerator for klart at forstå synkrotronaccelerator. Når en ladet partikel projiceres ind i et magnetfelt, bevæger den sig på en cirkulær bane. Partikelacceleratorer bruges til at studere arten af atomer og subatomare partikler ved at lave højhastighedskollisioner af sådanne partikler og studere selve kollisionen og kollisionsprodukterne. Et magnetfelt bruges i de fleste tilfælde til at accelerere partiklerne. Den praktiske metode til at opnå højhastighedskollisioner er ved at bruge to partikelstråler, der roterer i modsatte retninger. Ved at bruge denne metode er det let at opnå højhastighedskollisioner med relative hastigheder så høje som 99 procent af lysets hastighed. Relativitetsteorien siger dog, at der ikke kan være relative hastigheder højere end lysets hastighed. Derfor kræves der en enorm mængde energi selv for at accelerere partikelstrålen til en høj hastighed. En synkrotronaccelerator bruger et varierende magnetfelt og et varierende elektrisk felt, som holder partikelstrålen på en ordentlig cirkulær bane, når energien øges. En partikelaccelerator er lavet af en torus med evnen til at ændre intensiteten af elektriske og magnetiske felter inde i torusen. Banen for partikelstrålen er den cirkulære bane, der er omsluttet af torus. Konceptet med synkrotronacceleratoren blev udviklet af Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler var den første person til at udgive en videnskabelig artikel om synkrotronacceleratorer, og den første elektronsynkrotronaccelerator blev konstrueret af Edwin McMillan.
Hvad er Cyclotron Accelerator?
Cyklotronaccelerator er også en partikelaccelerator, som mest bruges i mindre projekter. En cyklotron er et cirkulært vakuumkammer, hvor accelerationen af partikler begynder i midten. Partiklerne tager en spiralbane, når de accelereres. Cyklotronen bruger et konstant magnetfelt og et elektrisk felt med konstant frekvens til at accelerere partiklerne.
Hvad er forskellen mellem Cyclotron og Synchrotron Acceleratorer?
• Cyklotron bruger et konstant magnetfelt og et elektrisk felt med konstant frekvens, men synkrotronen bruger varierende elektriske og magnetiske felter.
• En synkrotron er lavet af et torusformet rør, hvorimod cyklotronen er lavet af et cylindrisk eller sfærisk kammer.
• Synkrotrontilstanden bruges i de fleste storskalaprojekter, såsom den store hadronkollider (LHC) ved CERN, men cyklotronen bruges mest i småskalaprojekter.
