Hvordan fungerer en partikkelakselerator?
En partikkelakselerator er en fysikkapparat som bruker elektriske felt for å akselerere ladede partikler til enorme hastigheter, noen ganger betydelige brøkdeler av lysets hastighet.Vanlige partikler som finnes i partikkelakseleratorer inkluderer protoner og elektroner, atomets byggestein.
En partikkelakselerator brukes til å observere oppførselen til små partikler med høye hastigheter og energier, så vel som for flere hverdagsformål som som som for eksempel som for eksempel som for eksempel som for flere hverdagsformål som for eksempel som for eksempel for eksempel for eksempel hverdagsformål som for eksempel for eksempel hverdagsformål, så vel som for flere hverdagsformål som for eksempel for eksempel hverdagsformål, så vel som for flere hverdagsformål som for eksempel hverdagsformål som for eksempel hverdagsformål, så vel som for flere hverdagsformål, så som for flere hverdagsformål som for eksempel.generere en spesifikk slags elektromagnetisk stråling.Partikkelakseleratorer brukes ofte til å knuse partikler mot hverandre i veldig høye hastigheter, og avslører deres mer grunnleggende komponenter.Røntgengeneratoren og TV-apparatet er begge vanlige eksempler på partikkelakseleratorer, med samme grunnleggende design som deres større søskenbarn som ble brukt i fysikkeksperimenter med høy energi. En partikkelakselerator faller inn i en av to kategorier: sirkulær eller lineær.
I en sirkulær partikkelakselerator akselereres partikler i en kontinuerlig sirkulær bane.Fordelen med dette arrangementet er at partikkelen kan rettes i en sirkel mange ganger, og sparer maskinvare.Ulempen er at partikler i sirkulære akseleratorer avgir elektromagnetisk stråling, kalt synkrotronstråling.Fordi momentumet stadig oppfordrer dem til å fly ut på en bane tangensiell for sirkelen, må energi kontinuerlig brukes til å holde dem på sirkulær banen, noe som betyr at sirkulære partikkelakseleratorer er mindre effektive.I store akseleratorer er synkrotronstråling så intens at hele gasspedalen må begraves under jorden for å opprettholde sikkerhetsstandarder.Fermilab -partikkelakseleratoren i Illinois har en sirkulær bane på 6,43 km).
Lineære akseleratorer skyter partikler i en rett linje ved et fast mål.Katodestrålrøret i TV-en er en partikkelakselerator med lav energi, som skyter fotoner i det synlige lysområdet ved en glassplate, skjermen.Strømmen av fotoner blir stadig omdirigert for å fylle skjermen med piksler.Denne omdirigasjonen skjer raskt nok til at vi oppfatter den vekslende strømmen av fotoner som et kontinuerlig bilde.
Høyenergi lineære akseleratorer, eller LINACS , brukes i fysikkapplikasjoner.En serie plater tiltrekker seg alternativt og frastøter de ladede partiklene som beveger seg gjennom dem, trekker partikler fremover når de ennå ikke har passert den, og skyver dem bort etter at de har gjort det.På denne måten kan vekslende elektriske felt brukes til å akselerere strømmer av partikler til veldig høye hastigheter og energier.Fysikere bruker disse akseleratorene for å simulere eksotiske forhold, for eksempel de i sentrum av stjernene eller nær begynnelsen av universet.Partikkel -dyrehagen beskrevet av standardmodellen for partikkelfysikk ble avdekket trinnvis i partikkelakseleratoreksperimenter.Den største lineære partikkelakseleratoren er Stanford lineær akselerator med en lengde på 3,2 km.