Co je to cyklotron?

Cyclotron je typ akcelerátoru částic, který používá konstantní magnetické pole a střídavě elektrická pole k urychlení částice ve spirálovém pohybu.Tyto typy akcelerátorů částic byly mezi prvními navrhovanými a mají několik výhod oproti časným lineárním urychlovačům, jako jsou požadavky na menší velikost.Přestože pokroky v technologii umožňovaly složitější typy akcelerátorů částic, stále existuje určitá použití pro cyklotrony v řadě různých polí.Cyklotron může být stále používán při experimentování s fyzikou, zejména jako raná část vícestupňového akcelerátoru.řada různých použití.Zrychlení částic obvykle vyžaduje poměrně velkou vzdálenost, aby se částice umožnily dostatečné rychlosti pro použití v experimentech.Konstrukce cyklotronu však umožňuje, aby menší akcelerátory byly použity k velkému účinku, protože částice se pohybuje kruhovým pohybem a cestuje velkou vzdáleností, aniž by vyžadovala dlouhou rovnou chodbu pro průchod.Dvojice vysoce výkonných elektrod, z nichž každá je ve tvaru „d“ s plochými stranami směrem k sobě, aby vytvořila úplný kruhový tvar.Počínaje středem kruhu se částice začne pohybovat od středu, ale pomocí přitažlivosti a odpuzování je místo toho vtažena do kruhového pohybu.Diody se střídají mezi nimi, takže částice je zrychlena směrem k jednomu, pak se zakřivuje kolem, jak je tlačena pryč a přitahuje k druhému, pak pokračuje v vzorci mezi oběma elektrodami.To by vytvořilo dokonalý kruhový pohyb, pokud by zůstal sám, ale mezi oběma diodami, které je kolmé na kruhový pohyb částice, je vytvořeno magnetické pole.Prochází mezi oběma elektrodami, které se trochu pohybuje od středu kruhu.Mírným pohybem částice mírně směrem ven se cesta, kterou během zrychlení podniká, stává spíše rostoucí spirálou než kruhem.To umožňuje, aby částice nakonec zasáhla cílovou oblast na vnitřní straně jednotky zadržování, kde ji pak může být přesměrována pro další studium nebo použití.Částice cestující rychlostí, která lze správně vypočítat pomocí newtonovské fyziky.Vyšší rychlosti by způsobily, že by došlo k relativistickým účinkům a cíl by nebyl správně zasažen, což znamená, že cyklotron obvykle nemůže produkovat úrovně zrychlení, které mohou novější, lineární akcelerátory.Byly však vyvinuty izochronní cyklotrony, které mohou kompenzovat relativistické změny částice a mohou být docela účinné.