Cyclotron vs Synchrotron | Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
Syklotron ja synkrotroni ovat kahden tyyppisiä hiukkaskiihdyttimiä. Hiukkaskiihdyttimet ovat erittäin hyödyllisiä koneita ydinfysiikan alalla. Suurienergiset osaatomihiukkasten törmäykset antavat erittäin hyviä havaintoja ytimen luonteesta. Joltakin, joka opiskelee tällaista alaa, vaaditaan perusteellinen tietämys synkrotronikiihdyttimistä ja syklotronikiihdyttimistä. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä syklotroni- ja synkrotronikiihdyttimet ovat, periaatteita, joihin nämä koneet perustuvat, niiden yhtäläisyydet, sovellukset ja lopuksi erot syklotronikiihdyttimien ja synkrotronikiihdyttimien välillä.
Mikä on Synchrotron Accelerator?
Synkrotronikiihdytin on eräänlainen hiukkaskiihdytin. Ensin on ymmärrettävä hiukkaskiihdyttimen käsite, jotta synkrotronikiihdytin ymmärretään selvästi. Kun varautunut hiukkanen projisoidaan magneettikenttään, se liikkuu ympyrämäistä reittiä. Hiukkaskiihdyttimiä käytetään atomien ja osaatomien luonteen tutkimiseen tekemällä tällaisille hiukkasille suuria nopeuksia törmäyksiä ja tutkimalla itse törmäystä ja törmäyksen tuotteita. Magneettikenttää käytetään useimmissa tapauksissa hiukkasten kiihdyttämiseen. Käytännöllinen tapa saada suurinopeustörmäyksiä on käyttää kahta vastakkaisiin suuntiin pyörivää hiukkassädettä. Tällä menetelmällä on helppo saada suurinopeuksisia törmäyksiä, joiden suhteellinen nopeus on jopa 99 prosenttia valon nopeudesta. Suhteellisuusteoria kuitenkin väittää, ettei valon nopeutta suurempia suhteellisia nopeuksia voi olla. Siksi tarvitaan v altava määrä energiaa jopa hiukkassäteen kiihdyttämiseen suureen nopeuteen. Synkrotronikiihdytin käyttää vaihtelevaa magneettikenttää ja vaihtelevaa sähkökenttää, jotka pitävät hiukkassäteen oikealla ympyräradalla, kun energiaa lisätään. Toruksesta on valmistettu hiukkaskiihdytin, joka pystyy muuttamaan toruksen sisällä olevien sähkö- ja magneettikenttien voimakkuutta. Hiukkassäteen reitti on toruksen ympäröimä ympyrämäinen reitti. Synkrotronikiihdytinkonseptin on kehittänyt Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler oli ensimmäinen henkilö, joka julkaisi tieteellisen artikkelin synkrotronikiihdyttimistä, ja ensimmäisen elektronisynkrotronikiihdytin rakensi Edwin McMillan.
Mikä on Cyclotron Accelerator?
Cyclotron-kiihdytin on myös hiukkaskiihdytin, jota käytetään enimmäkseen pienimuotoisissa projekteissa. Syklotroni on pyöreä tyhjiökammio, jossa hiukkasten kiihtyvyys alkaa keskeltä. Hiukkaset kulkevat spiraalimaisesti, kun niitä kiihdytetään. Syklotroni käyttää jatkuvaa magneettikenttää ja vakiotaajuista sähkökenttää hiukkasten kiihdyttämiseen.
Mitä eroa on Cyclotron- ja Synchrotron-kiihdyttimillä?
• Cyclotron käyttää vakiomagneettikenttää ja vakiotaajuista sähkökenttää, mutta synkrotroni käyttää vaihtelevia sähkö- ja magneettikenttiä.
• Synkrotroni on tehty toruksen muotoisesta putkesta, kun taas syklotroni on valmistettu sylinterimäisestä tai pallomaisesta kammiosta.
• Synkrotronitilaa käytetään useimmissa suurissa projekteissa, kuten CERNin suuressa hadronitörmätäjässä (LHC), mutta syklotronia käytetään enimmäkseen pienimuotoisissa projekteissa.
