ไจโรตรอนคืออะไร?

ไจโรตรอนเป็นรูปแบบของหลอดอิเล็กตรอนหรือท่อสูญญากาศที่มักเรียกว่า cyclotron resonance maser เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าการใช้งานบ่อยที่สุดคือการวิจัยฟิสิกส์พลังงานสูงในไซโคลตรอนข้อได้เปรียบที่ไจโรตรอนเสนอคือมันสามารถสร้างพลังงานความถี่วิทยุ (RF) จำนวนมหาศาลในช่วง megawatt ที่ความยาวคลื่นขนาดเล็กมากเพียงไม่กี่มิลลิเมตรซึ่งเป็นไปไม่ได้สำหรับหลอดสุญญากาศมาตรฐานกระบวนการนี้สามารถสร้างความร้อนจำนวนมหาศาลซึ่งสามารถใช้ในการเผาเซรามิกหรือพลาสมาความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์วิจัยฟิวชั่นGyrotrons ยังใช้โดยตรงในการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR) สำหรับการสังเกตผลกระทบเชิงกลของควอนตัมในระดับอะตอมหรือในกล้องจุลทรรศน์เรโซแนนซ์แม่เหล็ก (MRI) สำหรับการวินิจฉัยทางการแพทย์

หลักการเบื้องหลังการทำงานของไจโรตรอนปี 1950 เมื่อมีการศึกษาผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพของพลังงานอิเล็กตรอนใน cyclotrons เป็นครั้งแรกโดยการฉีดลำธารอิเล็กตรอนลงในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของไซโคลตรอนที่มีความถี่เท่ากันผลที่เรียกว่าความไม่แน่นอนของมวลเชิงลบกระแสอิเล็กตรอนมีแนวโน้มที่จะรวมตัวกันจากรัศมี gyroradius หรือ larmor มาตรฐานทำให้อิเล็กตรอนชะลอตัวและปล่อยพลังงานจลน์ในกระบวนการเป็นพลังงานความถี่ความถี่วิทยุหรือรังสีความถี่มิลลิเมตรในการวิจัยฟิวชั่น แต่เทคโนโลยีและความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ในการสร้างระบบไจโรตรอนที่มีความสามารถอย่างน่าเชื่อถือสิ่งนี้ไม่ได้กลายเป็นวิทยาศาสตร์ที่เป็นผู้ใหญ่จนกระทั่งทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 21ในขณะที่วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงแอพพลิเคชั่นไจโรตรอนแบ่งออกเป็นระบบเมกะวัตต์พลังงานสูงสำหรับการวิจัยฟิวชั่นและระบบพลังงานต่ำ 10 ถึง 1,000 วัตต์สำหรับ NMR spectroscopyในกรณีที่อุปกรณ์ผลิตรังสี Terahertz ในช่วง 100 Gigahertz ถึง 1 Terahertz พวกเขาจะใช้ในการใช้งานอุตสาหกรรมเช่นการวินิจฉัยพลาสมาและการให้ความร้อนอุณหภูมิสูงของสารประกอบเซรามิกการวิจัยในญี่ปุ่นได้เพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ไจโรตรอนระดับกลางเป็นพลังงานสูง 50% ในปี 1994 โดยใช้ตัวแปลงโหมดบูรณาการเพื่อแปลงพลังงานลำแสงอิเล็กตรอนอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเป็นความร้อน

เนื่องจากไจโรตรอนเป็นรูปแบบของไมโครเวฟการขยายโดยอุปกรณ์กระตุ้นการปล่อยรังสี (Maser) หรือเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระที่สร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามันมีความคล้ายคลึงกับหลักการที่อยู่เบื้องหลังวิธีการทำงานของเตาอบไมโครเวฟมาตรฐานไจโรตรอนแบบพกพาสามารถใช้งานได้ในช่วงความถี่โดยทั่วไปตั้งแต่ 2 ถึง 235 Gigahertz และสิ่งนี้ทำให้พวกเขามีประโยชน์สำหรับระบบอาวุธที่ไม่ถึงตายซึ่งกองทัพสหรัฐอ้างถึงเทคโนโลยีระบบการปฏิเสธการใช้งาน (ADS)อุปกรณ์โฆษณาที่ใช้ไจโรตรอนสามารถกำหนดเป้าหมายไปยังมนุษย์ด้วยเอฟเฟกต์ที่ทำให้โมเลกุลของน้ำร้อนขึ้นภายใต้ผิวหนังโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายอย่างถาวรต่อเนื้อเยื่อสิ่งนี้ทำหน้าที่เป็นสนามยับยั้งที่มีแอพพลิเคชั่นทางทฤษฎีในการควบคุมฝูงชนเพื่อป้องกันการจลาจลหรือเพื่อป้องกันไม่ให้ทหารศัตรูหรือพลเรือนเข้าใกล้การติดตั้งทางทหารและเครื่องบินกระดกลง