Cyclotron vs Synchrotron | Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
Syklotron og synkrotron er to typer partikkelakseleratorer. Partikkelakseleratorer er svært nyttige maskiner når det kommer til kjernefysikkfeltet. Høyenergikollisjonene av subatomære partikler gir svært gode observasjoner av kjernens natur. For en som studerer et slikt felt kreves det en grundig kunnskap innen synkrotronakseleratorer og syklotronakseleratorer. I denne artikkelen skal vi diskutere hva syklotron- og synkrotronakseleratorer er, prinsippene disse maskinene er basert på, deres likheter, bruksområder og til slutt forskjellene mellom syklotronakseleratorer og synkrotronakseleratorer.
Hva er Synchrotron Accelerator?
En synkrotronakselerator er en type partikkelakselerator. Man må først forstå konseptet med partikkelakselerator, for å forstå synkrotronakselerator klart. Når en ladet partikkel projiseres inn i et magnetfelt, beveger den seg på en sirkulær bane. Partikkelakseleratorer brukes til å studere naturen til atomer og subatomære partikler ved å lage høyhastighetskollisjoner av slike partikler og studere selve kollisjonen og produktene av kollisjonen. Et magnetfelt brukes i de fleste tilfeller for å akselerere partiklene. Den praktiske metoden for å oppnå høyhastighetskollisjoner er å bruke to partikkelstråler som roterer i motsatte retninger. Ved å bruke denne metoden er det enkelt å oppnå høyhastighetskollisjoner med relative hastigheter så høye som 99 prosent av lysets hastighet. Men relativitetsteorien sier at det ikke kan være relative hastigheter høyere enn lysets hastighet. Derfor kreves det en enorm mengde energi selv for å akselerere partikkelstrålen til en høy hastighet. En synkrotronakselerator bruker et varierende magnetfelt og et varierende elektrisk felt, som holder partikkelstrålen på en riktig sirkulær bane når energien økes. En partikkelakselerator er laget av en torus med evnen til å endre intensiteten til elektriske og magnetiske felt inne i torusen. Banen til partikkelstrålen er den sirkulære banen som er omsluttet av torusen. Konseptet med synkrotronakseleratoren ble utviklet av Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler var den første personen som publiserte en vitenskapelig artikkel om synkrotronakseleratorer, og den første elektronsynkrotronakseleratoren ble konstruert av Edwin McMillan.
Hva er Cyclotron Accelerator?
Syklotronakselerator er også en partikkelakselerator, som mest brukes i småskalaprosjekter. En syklotron er et sirkulært vakuumkammer der akselerasjonen av partikler begynner i sentrum. Partiklene tar en spiralbane når de akselereres. Syklotronen bruker et konstant magnetfelt, og et elektrisk felt med konstant frekvens for å akselerere partiklene.
Hva er forskjellen mellom Cyclotron og Synchrotron Accelerators?
• Syklotron bruker et konstant magnetfelt og et elektrisk felt med konstant frekvens, men synkrotronen bruker varierende elektriske og magnetiske felt.
• En synkrotron er laget av et torusformet rør, mens syklotronen er laget av et sylindrisk eller sfærisk kammer.
• Synkrotronmodusen brukes i de fleste storskalaprosjekter som for eksempel den store hadronkollideren (LHC) ved CERN, men syklotronen brukes mest i småskalaprosjekter.
