Paano gumagana ang isang particle accelerator?

Ang isang butil na accelerator ay isang aparato ng pisika na gumagamit ng mga electric field upang mapabilis ang mga sisingilin na mga particle sa napakalawak na bilis, kung minsan ang mga makabuluhang fraction ng bilis ng ilaw.Ang mga karaniwang partikulo na maaaring matagpuan sa loob ng mga accelerator ng butil ay may kasamang mga proton at electron, ang mga bloke ng gusali ng atom.Bumubuo ng isang tiyak na uri ng electromagnetic radiation.Ang mga accelerator ng butil ay madalas na ginagamit upang basagin ang mga particle laban sa bawat isa sa napakataas na bilis, na inilalantad ang kanilang mas pangunahing mga sangkap.Ang X-ray generator at telebisyon set ay parehong karaniwang mga halimbawa ng mga accelerator ng butil, na may parehong pangunahing disenyo tulad ng kanilang mas malaking pinsan na ginagamit sa mga eksperimento sa pisika na may mataas na enerhiya.

Ang isang butil na accelerator ay nahuhulog sa isa sa dalawang kategorya: pabilog o linear.Ang bentahe ng pag -aayos na ito ay ang butil ay maaaring idirekta sa isang bilog nang maraming beses, na nagse -save ng hardware.Ang downside ay ang mga particle sa mga pabilog na accelerator ay naglalabas ng electromagnetic radiation, na tinatawag na synchrotron radiation.Dahil ang kanilang momentum ay patuloy na hinihikayat ang mga ito na lumipad sa isang tilapon na tangential sa bilog, ang enerhiya ay dapat na patuloy na gugugol upang mapanatili ang mga ito sa pabilog na landas, na nangangahulugang ang mga pabilog na butil ng butil ay hindi gaanong mahusay.Sa malalaking accelerator, ang radiation ng synchrotron ay napakatindi na ang buong accelerator ay dapat ilibing sa ilalim ng lupa upang mapanatili ang mga pamantayan sa kaligtasan.Ang fermilab particle accelerator sa Illinois ay may isang pabilog na landas na 4 milya (6.43 km).Ang cathode ray tube sa iyong telebisyon ay isang mababang-enerhiya na butil na accelerator, na nagpapaputok ng mga photon sa nakikitang light range sa isang plate na baso, ang screen.Ang stream ng mga photon ay patuloy na nai -redirect upang punan ang screen ng mga pixel.Ang pag-redirect na ito ay nangyayari nang mabilis na nakikita natin ang alternating stream ng mga photon bilang isang tuluy-tuloy na imahe.Ang isang serye ng mga plato ay kahaliling nakakaakit at tinatablan ang mga sisingilin na mga particle na gumagalaw sa kanila, hinila ang mga particle nang hindi pa nila ito ipinasa, at itulak ang mga ito pagkatapos na magkaroon sila.Sa ganitong paraan, ang mga alternatibong electric field ay maaaring magamit upang mapabilis ang mga sapa ng mga particle sa napakataas na bilis at lakas.Ginagamit ng mga pisiko ang mga accelerator na ito upang gayahin ang mga kakaibang kondisyon, tulad ng mga nasa gitna ng mga bituin o malapit sa simula ng uniberso.Ang particle zoo na inilarawan ng karaniwang modelo ng pisika ng butil ay walang takip sa pagtaas ng mga eksperimento ng accelerator ng butil.Ang pinakamalaking linear particle accelerator ay ang stanford linear accelerator na may haba na 2 milya (3.2 km).