Cyclotron vs Synchrotron | Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
Tsüklotron ja sünkrotron on kahte tüüpi osakeste kiirendajaid. Osakeste kiirendid on tuumafüüsika valdkonnas väga kasulikud masinad. Subaatomiosakeste suure energiaga kokkupõrked annavad väga häid tähelepanekuid tuuma olemuse kohta. Sellist valdkonda õppiva inimese jaoks on vaja põhjalikke teadmisi sünkrotronkiirendite ja tsüklotronikiirendite kohta. Selles artiklis käsitleme tsüklotroni- ja sünkrotronikiirendite, nende masinate põhimõtete, nende sarnasuste, rakenduste ja lõpuks erinevusi tsüklotronikiirendite ja sünkrotronikiirendite vahel.
Mis on Synchrotron Accelerator?
Sünkrotronkiirendi on osakeste kiirendi tüüp. Kõigepe alt tuleb mõista osakeste kiirendi mõistet, et mõista sünkrotronkiirendit selgelt. Kui laetud osake projitseeritakse magnetvälja, liigub see ringikujulist rada pidi. Osakeste kiirendajaid kasutatakse aatomite ja subatomiliste osakeste olemuse uurimiseks, tehes selliste osakeste suure kiirusega kokkupõrkeid ning uurides kokkupõrget ennast ja kokkupõrke saadusi. Osakeste kiirendamiseks kasutatakse enamasti magnetvälja. Praktiline meetod suure kiirusega kokkupõrgete saamiseks on kasutada kahte vastassuundades pöörlevat osakeste kiirt. Seda meetodit kasutades on lihtne saavutada suure kiirusega kokkupõrkeid, mille suhteline kiirus on kuni 99 protsenti valguse kiirusest. Relatiivsusteooria väidab aga, et valguse kiirusest suuremaid suhtelisi kiirusi ei saa olla. Seetõttu on isegi osakeste kiire kiirendamiseks suure kiiruseni vaja tohutult energiat. Sünkrotroni kiirendi kasutab muutuvat magnetvälja ja muutuvat elektrivälja, mis hoiavad osakeste kiirt energia suurendamisel õigel ringikujulisel teel. Osakeste kiirendi on valmistatud torust, millel on võime muuta torusiseste elektri- ja magnetväljade intensiivsust. Osakeste kiire tee on torusega ümbritsetud ringtee. Sünkrotronkiirendi kontseptsiooni töötas välja Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler oli esimene inimene, kes avaldas teadusliku artikli sünkrotronkiirendite kohta, ja esimese elektronide sünkrotronkiirendi konstrueeris Edwin McMillan.
Mis on Cyclotron Accelerator?
Cyclotron kiirendi on ka osakeste kiirendi, mida kasutatakse enamasti väikesemahulistes projektides. Tsükotron on ümmargune vaakumkamber, kus osakeste kiirendus algab keskelt. Osakesed liiguvad kiirendamisel spiraalselt. Tsüklotroon kasutab osakeste kiirendamiseks konstantset magnetvälja ja konstantse sagedusega elektrivälja.
Mis vahe on Cyclotronil ja Synchrotron Acceleratoril?
• Tsüklotron kasutab konstantset magnetvälja ja konstantse sagedusega elektrivälja, kuid sünkrotron kasutab erinevaid elektri- ja magnetvälju.
• Sünkrotron on valmistatud torukujulisest torust, tsüklotron aga silindrilisest või sfäärilisest kambrist.
• Sünkrotroni režiimi kasutatakse enamikus suuremahulistes projektides, nagu suur hadronite põrkur (LHC) CERNis, kuid tsüklotroni kasutatakse enamasti väikesemahulistes projektides.
