ตัวเร่งอนุภาคทำงานอย่างไร?

active Accelerator อนุภาคเป็นอุปกรณ์ฟิสิกส์ที่ใช้สนามไฟฟ้าเพื่อเร่งอนุภาคที่มีประจุด้วยความเร็วมหาศาลบางครั้งเศษส่วนที่สำคัญของความเร็วแสงอนุภาคทั่วไปที่สามารถพบได้ภายในตัวเร่งอนุภาค ได้แก่ โปรตอนและอิเล็กตรอนซึ่งเป็นหน่วยการสร้างของอะตอม

เครื่องเร่งอนุภาคจะใช้เพื่อสังเกตพฤติกรรมของอนุภาคขนาดเล็กที่ความเร็วสูงและพลังงานการสร้างรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจงตัวเร่งอนุภาคมักจะใช้ในการทุบอนุภาคซึ่งกันและกันด้วยความเร็วสูงมากเผยให้เห็นองค์ประกอบพื้นฐานมากขึ้นเครื่องกำเนิดรังสีเอกซ์และชุดโทรทัศน์เป็นตัวอย่างทั่วไปของตัวเร่งอนุภาคโดยมีการออกแบบพื้นฐานเช่นเดียวกับลูกพี่ลูกน้องขนาดใหญ่ที่ใช้ในการทดลองฟิสิกส์พลังงานสูงaccelerator ของอนุภาคตกอยู่ในหนึ่งในสองประเภท: วงกลมหรือเชิงเส้น

ในตัวเร่งอนุภาคแบบวงกลมอนุภาคจะถูกเร่งในเส้นทางวงกลมอย่างต่อเนื่องข้อได้เปรียบของการจัดเรียงนี้คืออนุภาคสามารถกำกับเป็นวงกลมได้หลายครั้งประหยัดฮาร์ดแวร์ข้อเสียคืออนุภาคในตัวเร่งความเร็วแบบวงกลมปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเรียกว่ารังสีซินโครตรอนเนื่องจากโมเมนตัมของพวกเขากระตุ้นให้พวกเขาบินออกไปบนเส้นทางวิถีไปยังวงกลมพลังงานจะต้องถูกใช้อย่างต่อเนื่องเพื่อให้พวกเขาอยู่บนเส้นทางวงกลมหมายถึงตัวเร่งอนุภาควงกลมมีประสิทธิภาพน้อยกว่าในตัวเร่งความเร็วขนาดใหญ่รังสีซินโครตรอนนั้นรุนแรงมากจนต้องฝังตัวเร่งความเร็วทั้งหมดเพื่อรักษามาตรฐานความปลอดภัยตัวเร่งอนุภาค Fermilab ในรัฐอิลลินอยส์มีเส้นทางวงกลม 4 ไมล์ (6.43 กม.)

ตัวเร่งความเร็วเชิงเส้นอนุภาคไฟเป็นเส้นตรงที่เป้าหมายคงที่หลอดแคโทดเรย์ในโทรทัศน์ของคุณเป็นตัวเร่งอนุภาคพลังงานต่ำซึ่งยิงโฟตอนในช่วงแสงที่มองเห็นได้ที่แผ่นกระจกหน้าจอกระแสโฟตอนจะถูกเปลี่ยนเส้นทางอย่างต่อเนื่องเพื่อเติมเต็มหน้าจอด้วยพิกเซลการเปลี่ยนเส้นทางนี้เกิดขึ้นเร็วพอที่เราจะรับรู้กระแสการสลับของโฟตอนเป็นภาพต่อเนื่อง

ตัวเร่งความเร็วเชิงเส้นพลังงานสูงหรือ linacs ใช้ในการใช้งานฟิสิกส์ชุดของแผ่นโลหะอีกทางเลือกหนึ่งดึงดูดและขับไล่อนุภาคที่มีประจุที่เคลื่อนผ่านพวกมันดึงอนุภาคไปข้างหน้าเมื่อพวกเขายังไม่ผ่านมันและผลักพวกเขาออกไปหลังจากที่พวกเขามีในลักษณะนี้สนามไฟฟ้าสลับสามารถใช้เพื่อเร่งลำธารของอนุภาคไปยังความเร็วและพลังงานที่สูงมากนักฟิสิกส์ใช้ตัวเร่งความเร็วเหล่านี้เพื่อจำลองสภาพที่แปลกใหม่เช่นในใจกลางของดาวหรือใกล้จุดเริ่มต้นของจักรวาลสวนสัตว์อนุภาคที่อธิบายโดยแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคถูกค้นพบเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในการทดลองเร่งความเร็วของอนุภาคตัวเร่งอนุภาคเชิงเส้นที่ใหญ่ที่สุดคือเครื่องเร่งความเร็วเชิงเส้น Stanford ที่มีความยาว 2 ไมล์ (3.2 กม.)