Apa itu Cyclotron?

Cyclotron adalah jenis akselerator partikel yang menggunakan medan magnet konstan dan medan listrik bergantian untuk mempercepat partikel dalam gerakan spiral.Jenis -jenis akselerator partikel ini adalah yang pertama kali dirancang dan memiliki beberapa keuntungan dibandingkan akselerator linier awal, seperti persyaratan ukuran yang lebih kecil.Sementara kemajuan dalam teknologi telah memungkinkan jenis akselerator partikel yang lebih kompleks, masih ada beberapa kegunaan untuk siklotron di sejumlah bidang yang berbeda.Cyclotron masih dapat digunakan dalam eksperimen fisika, terutama sebagai bagian awal dari akselerator multi-tahap.

dikembangkan pada tahun 1932, siklotron adalah akselerator partikel yang menggunakan gerakan melingkar, biasanya dalam spiral yang tumbuh ke luar, untuk mempercepat partikel untuksejumlah kegunaan berbeda.Akselerasi partikel biasanya membutuhkan jarak yang cukup besar untuk memungkinkan partikel mencapai kecepatan yang cukup untuk digunakan dalam percobaan.Desain cyclotron, bagaimanapun, memungkinkan akselerator yang lebih kecil digunakan untuk efek yang besar, karena partikel bergerak dalam gerakan melingkar dan menempuh jarak yang jauh tanpa memerlukan koridor lurus yang panjang untuk bagian.Sepasang elektroda bertenaga tinggi, masing -masing berbentuk seperti "D" dengan sisi datar satu sama lain, untuk membuat bentuk melingkar lengkap.Mulai dari tengah lingkaran, sebuah partikel mulai bergerak menjauh dari tengah, tetapi dengan menggunakan ketertarikan dan tolakan, ia malah ditarik ke dalam gerakan melingkar.Dioda muatan alternatif di antara mereka sehingga partikel dipercepat ke arah satu, kemudian melengkung di sekitar saat didorong oleh yang itu dan tertarik ke arah yang lain, kemudian melanjutkan pola antara kedua elektroda.Ini akan menciptakan gerakan melingkar yang sempurna jika dibiarkan sendiri, tetapi medan magnet dibuat antara dua dioda, yang tegak lurus terhadap gerakan melingkar partikel.

Medan magnet ini sedikit menggeser gerakan partikel, sehingga setiap kali iaLewat di antara kedua elektroda itu dipindahkan sedikit menjauh dari tengah lingkaran.Dengan menggerakkan partikel sedikit ke luar, jalur yang diambil selama akselerasi menjadi spiral yang tumbuh ke luar daripada lingkaran.Hal ini memungkinkan partikel untuk akhirnya menyerang area target di bagian dalam unit penahanan, di mana ia kemudian dapat dialihkan untuk studi atau digunakan lebih lanjut.

Salah satu kelemahan utama siklotron adalah bahwa area target hanya dapat digunakan untukSebuah partikel yang bepergian dengan kecepatan yang dapat dihitung dengan benar menggunakan fisika Newton.Kecepatan yang lebih tinggi akan menyebabkan efek relativistik terjadi, dan target tidak akan dipukul dengan benar, yang berarti siklotron biasanya tidak dapat menghasilkan tingkat akselerasi yang dapat dilakukan oleh akselerator linier yang lebih baru.Namun, siklotron isokron telah dikembangkan, yang dapat mengkompensasi perubahan relativistik terhadap partikel, dan bisa sangat efektif.