Cyclotron vs Synchrotron | Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
Cyklotron och synkrotron är två typer av partikelacceleratorer. Partikelacceleratorer är mycket användbara maskiner när det kommer till kärnfysikområdet. Högenergikollisioner av subatomära partiklar ger mycket bra observationer om kärnans natur. För den som studerar ett sådant område krävs en gedigen kunskap i synkrotronacceleratorer och cyklotronacceleratorer. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad cyklotron- och synkrotronacceleratorer är, principerna dessa maskiner är baserade på, deras likheter, tillämpningar och slutligen skillnaderna mellan cyklotronacceleratorer och synkrotronacceleratorer.
Vad är Synchrotron Accelerator?
En synkrotronaccelerator är en typ av partikelaccelerator. Man måste först förstå begreppet partikelaccelerator, för att tydligt förstå synkrotronaccelerator. När en laddad partikel projiceras in i ett magnetfält, rör den sig på en cirkulär bana. Partikelacceleratorer används för att studera naturen hos atomer och subatomära partiklar genom att göra höghastighetskollisioner av sådana partiklar och studera själva kollisionen och produkterna från kollisionen. Ett magnetfält används i de flesta fall för att accelerera partiklarna. Den praktiska metoden för att erhålla kollisioner med hög hastighet är att använda två partikelstrålar som roterar i motsatta riktningar. Med denna metod är det lätt att få kollisioner med hög hastighet med relativa hastigheter så höga som 99 procent av ljusets hastighet. Relativitetsteorin säger dock att det inte kan finnas relativa hastigheter högre än ljusets hastighet. Därför krävs en enorm mängd energi även för att accelerera partikelstrålen till en hög hastighet. En synkrotronaccelerator använder ett varierande magnetfält och ett varierande elektriskt fält, som håller partikelstrålen på en korrekt cirkulär bana när energin ökar. En partikelaccelerator är gjord av en torus med förmågan att ändra intensiteten av elektriska och magnetiska fält inuti torus. Banan för partikelstrålen är den cirkulära banan som omsluts av torus. Konceptet med synkrotronacceleratorn utvecklades av Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler var den första personen som publicerade en vetenskaplig artikel om synkrotronacceleratorer, och den första elektronsynkrotronacceleratorn konstruerades av Edwin McMillan.
Vad är Cyclotron Accelerator?
Cyklotronaccelerator är också en partikelaccelerator, som mest används i småskaliga projekt. En cyklotron är en cirkulär vakuumkammare där partiklarnas acceleration börjar i mitten. Partiklarna tar en spiralbana när de accelereras. Cyklotronen använder ett konstant magnetfält och ett elektriskt fält med konstant frekvens för att accelerera partiklarna.
Vad är skillnaden mellan Cyclotron och Synchrotron Acceleratorer?
• Cyklotron använder ett konstant magnetfält och ett elektriskt fält med konstant frekvens, men synkrotronen använder olika elektriska och magnetiska fält.
• En synkrotron är gjord av ett torusformat rör, medan cyklotronen är gjord av en cylindrisk eller sfärisk kammare.
• Synkrotronläget används i de flesta storskaliga projekt som den stora hadronkollideren (LHC) vid CERN, men cyklotronen används mest i småskaliga projekt.
