Ցիկլոտրոն ընդդեմ սինքրոտրոն | Սինքրոտրոնային արագացուցիչ ընդդեմ ցիկլոտրոնային արագացուցիչ
Ցիկլոտրոնը և սինքրոտրոնը մասնիկների արագացուցիչների երկու տեսակ են: Մասնիկների արագացուցիչները շատ օգտակար մեքենաներ են, երբ խոսքը վերաբերում է միջուկային ֆիզիկայի ոլորտին: Ենթաատոմային մասնիկների բարձր էներգիայի բախումները շատ լավ դիտարկումներ են տալիս միջուկի բնույթի վերաբերյալ: Նման ոլորտ ուսումնասիրող մեկի համար անհրաժեշտ է սինքրոտրոնային արագացուցիչների և ցիկլոտրոնային արագացուցիչների մանրակրկիտ իմացություն: Այս հոդվածում մենք պատրաստվում ենք քննարկել, թե ինչ են ցիկլոտրոն և սինքրոտրոն արագացուցիչները, սկզբունքների վրա հիմնված այս մեքենաները, դրանց նմանությունները, կիրառությունները և վերջապես ցիկլոտրոնային արագացուցիչների և սինքրոտրոն արագացուցիչների միջև եղած տարբերությունները:
Ի՞նչ է սինքրոտրոնային արագացուցիչը:
Սինքրոտրոնային արագացուցիչը մասնիկների արագացուցիչի տեսակ է: Նախ պետք է հասկանալ մասնիկների արագացուցիչ հասկացությունը, որպեսզի հստակ հասկանանք սինքրոտրոնային արագացուցիչը: Երբ լիցքավորված մասնիկը թափանցում է մագնիսական դաշտ, այն շարժվում է շրջանաձև ճանապարհով: Մասնիկների արագացուցիչներն օգտագործվում են ատոմների և ենթաատոմային մասնիկների բնույթն ուսումնասիրելու համար՝ կատարելով այդպիսի մասնիկների բարձր արագությամբ բախումներ և ուսումնասիրելով բախումն ինքնին և բախման արտադրանքները: Մասնիկների արագացման համար շատ դեպքերում օգտագործվում է մագնիսական դաշտ: Բարձր արագությամբ բախումներ ստանալու գործնական մեթոդը հակադիր ուղղություններով պտտվող երկու մասնիկների ճառագայթների օգտագործումն է: Օգտագործելով այս մեթոդը, հեշտ է ստանալ բարձր արագությամբ բախումներ հարաբերական արագությունների հետ, որոնք հասնում են լույսի արագության 99 տոկոսին: Այնուամենայնիվ, հարաբերականության տեսությունը նշում է, որ լույսի արագությունից բարձր հարաբերական արագություններ չեն կարող լինել։ Հետևաբար, հսկայական էներգիա է պահանջվում նույնիսկ մասնիկների ճառագայթը բարձր արագության արագացնելու համար:Սինքրոտրոնային արագացուցիչը օգտագործում է տարբեր մագնիսական դաշտ և փոփոխվող էլեկտրական դաշտ, որոնք պահում են մասնիկների ճառագայթը պատշաճ շրջանաձև ուղու վրա, երբ էներգիան մեծանում է: Մասնիկների արագացուցիչը պատրաստված է տորուսից՝ տորուսի ներսում էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի ինտենսիվությունը փոխելու ունակությամբ: Մասնիկների ճառագայթի ուղին շրջանաձև ուղի է, որը պատված է տորուսով: Սինքրոտրոնային արագացուցիչի հայեցակարգը մշակվել է սըր Մարկուս Օլիֆանտի կողմից։ Վլադիմիր Վեկսլերն առաջին մարդն էր, ով հրատարակեց գիտական աշխատություն սինքրոտրոնային արագացուցիչների մասին, իսկ առաջին էլեկտրոնային սինքրոտրոնային արագացուցիչը կառուցվեց Էդվին ՄակՄիլանի կողմից:
Ի՞նչ է Cyclotron արագացուցիչը:
Ցիկլոտրոն արագացուցիչը նաև մասնիկների արագացուցիչ է, որն առավելապես օգտագործվում է փոքր նախագծերում։ Ցիկլոտրոնը շրջանաձև վակուումային խցիկ է, որտեղ մասնիկների արագացումը սկսվում է կենտրոնից։ Մասնիկներն արագանում են պարուրաձև ճանապարհով: Ցիկլոտրոնն օգտագործում է մշտական մագնիսական դաշտ և մշտական հաճախականությամբ էլեկտրական դաշտ՝ մասնիկները արագացնելու համար։
Ո՞րն է տարբերությունը Cyclotron-ի և Synchrotron արագացուցիչների միջև:
• Ցիկլոտրոնն օգտագործում է հաստատուն մագնիսական դաշտ և հաստատուն հաճախականության էլեկտրական դաշտ, սակայն սինքրոտրոնն օգտագործում է տարբեր էլեկտրական և մագնիսական դաշտեր։
• Սինքրոտրոնը պատրաստված է տորուսաձև խողովակից, մինչդեռ ցիկլոտրոնը՝ գլանաձև կամ գնդաձև խցիկից։
• Սինքրոտրոնային ռեժիմն օգտագործվում է մեծամասշտաբ նախագծերի մեծ մասում, ինչպիսին է խոշոր հադրոնային բախիչը (LHC) CERN-ում, սակայն ցիկլոտրոնն օգտագործվում է հիմնականում փոքրամասշտաբ նախագծերում:
