Ero syklotronin ja synkrotronin välillä

Syklotroni vs. synkrotroni | Synchrotron-kiihdytin vs. Cyclotron -kiihdytin
 

Syklotroni ja synkrotronit ovat kahdentyyppisiä hiukkaskiihdyttimiä. Hiukkaskiihdyttimet ovat erittäin hyödyllisiä koneita, kun kyse on ydinfysiikan alalta. Alaatomisten hiukkasten korkean energian törmäykset antavat erittäin hyviä havaintoja ytimen luonteesta. Jotakin, joka opiskelee tällaista kenttää, vaaditaan perusteelliset tiedot synkrotronkiihtyjistä ja syklotronikiihdyttimistä. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä syklotroni- ja synkrotronikiihdyttimet ovat, periaatteisiin, joihin nämä koneet perustuvat, niiden samankaltaisuuksista, sovelluksista ja lopulta syklotronikiihdyttimien ja synkrotronikiihdyttimien eroista.

Mikä on Synchrotron-kiihdytin?

Synkrotronikiihdytin on eräänlainen hiukkaskiihdytin. Ensin on ymmärrettävä hiukkaskiihdyttimen käsite, jotta ymmärretään synkrotronikiihdytin selvästi. Kun varautunut hiukkanen projisoidaan magneettikenttään, se liikkuu pyöreällä polulla. Hiukkaskiihdyttimiä käytetään tutkimaan atomien ja alaatomisten hiukkasten luonnetta tekemällä tällaisten hiukkasten suurinopeuksisia törmäyksiä ja tutkimalla itse törmäystä ja törmäyksen tuotteita. Useimmissa tapauksissa hiukkasten kiihdyttämiseen käytetään magneettikenttää. Käytännöllinen menetelmä suurten nopeuksien törmäysten aikaansaamiseksi on käyttämällä kahta hiukkaspalkkia, jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin. Tätä menetelmää käyttämällä on helppo saada suurinopeuksisia törmäyksiä suhteellisen nopeuden ollessa jopa 99 prosenttia valon nopeudesta. Suhteellisuusteoria toteaa kuitenkin, että suhteellisia nopeuksia ei voi olla suurempia kuin valon nopeus. Siksi tarvitaan valtava määrä energiaa jopa hiukkaspalkin kiihdyttämiseksi suureksi nopeudeksi. Synkrotronikiihdytin käyttää vaihtelevaa magneettikenttää ja vaihtelevaa sähkökenttää, jotka pitävät hiukkaspalkin oikealla pyöreällä polulla, kun energiaa kasvatetaan. Hiukkaskiihdytin on tehty torusta, jolla on kyky muuttaa toruksen sisällä olevien sähkö- ja magneettikenttien voimakkuutta. Hiukkaspalkin reitti on pyöreä polku, jonka peittää torus. Synkrotronikiihdyttimen konseptin on kehittänyt Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler julkaisi ensimmäisenä tieteellisen tutkimuksen synkrotronikiihdyttimistä, ja ensimmäisen elektronisen synkrotronikiihdyttimen rakensi Edwin McMillan.

Mikä on Cyclotron-kiihdytin?

Cyclotron-kiihdytin on myös hiukkaskiihdytin, jota käytetään enimmäkseen pienimuotoisissa projekteissa. Syklotroni on pyöreä tyhjiökammio, jossa hiukkasten kiihtyminen alkaa keskeltä. Hiukkaset kulkevat kierteellä, kun ne kiihtyvät. Syklotroni käyttää vakiona magneettikenttää ja vakiotaajuuksista sähkökenttää hiukkasten kiihdyttämiseksi.