Cyclotron vs Synchrotron | Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
Cyclotron en synchrotron zijn twee soorten deeltjesversnellers. Deeltjesversnellers zijn zeer nuttige machines op het gebied van kernfysica. De hoogenergetische botsingen van subatomaire deeltjes geven zeer goede waarnemingen van de aard van de kern. Voor iemand die een dergelijk vakgebied bestudeert, is een grondige kennis van synchrotronversnellers en cyclotronversnellers vereist. In dit artikel gaan we bespreken wat cyclotron- en synchrotron-versnellers zijn, de principes waarop deze machines zijn gebaseerd, hun overeenkomsten, toepassingen en tot slot de verschillen tussen cyclotron-versnellers en synchrotron-versnellers.
Wat is Synchrotron Accelerator?
Een synchrotronversneller is een soort deeltjesversneller. Men moet eerst het concept van een deeltjesversneller begrijpen om de synchrotronversneller duidelijk te begrijpen. Wanneer een geladen deeltje in een magnetisch veld wordt geprojecteerd, beweegt het op een cirkelvormig pad. Deeltjesversnellers worden gebruikt om de aard van atomen en subatomaire deeltjes te bestuderen door botsingen met hoge snelheid van dergelijke deeltjes te maken en de botsing zelf en de producten van de botsing te bestuderen. In de meeste gevallen wordt een magnetisch veld gebruikt om de deeltjes te versnellen. De praktische methode om botsingen met hoge snelheid te verkrijgen is door twee deeltjesbundels te gebruiken die in tegengestelde richtingen roteren. Met deze methode is het gemakkelijk om botsingen met hoge snelheid te verkrijgen met relatieve snelheden tot 99 procent van de lichtsnelheid. De relativiteitstheorie stelt echter dat er geen relatieve snelheden kunnen zijn die hoger zijn dan de lichtsnelheid. Daarom is er zelfs een enorme hoeveelheid energie nodig om de deeltjesbundel tot een hoge snelheid te versnellen. Een synchrotronversneller gebruikt een variërend magnetisch veld en een variërend elektrisch veld, die de deeltjesbundel op een goed cirkelvormig pad houden wanneer de energie wordt verhoogd. Een deeltjesversneller is gemaakt van een torus met het vermogen om de intensiteit van elektrische en magnetische velden in de torus te veranderen. Het pad van de deeltjesbundel is het cirkelvormige pad omhuld door de torus. Het concept van de synchrotronversneller is ontwikkeld door Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler was de eerste persoon die een wetenschappelijk artikel over synchrotronversnellers publiceerde, en de eerste elektronensynchrotronversneller werd gebouwd door Edwin McMillan.
Wat is Cyclotron Accelerator?
Cyclotron-versneller is ook een deeltjesversneller, die vooral wordt gebruikt in kleinschalige projecten. Een cyclotron is een cirkelvormige vacuümkamer waar de versnelling van deeltjes in het midden begint. De deeltjes volgen een spiraalvormig pad terwijl ze worden versneld. De cyclotron gebruikt een constant magnetisch veld en een elektrisch veld met constante frequentie om de deeltjes te versnellen.
Wat is het verschil tussen Cyclotron- en Synchrotron-versnellers?
• Cyclotron gebruikt een constant magnetisch veld en een elektrisch veld met constante frequentie, maar de synchrotron gebruikt variërende elektrische en magnetische velden.
• Een synchrotron is gemaakt van een torusvormige buis, terwijl de cyclotron is gemaakt van een cilindrische of bolvormige kamer.
• De synchrotronmodus wordt gebruikt in de meeste grootschalige projecten zoals de grote hadronversneller (LHC) bij CERN, maar de cyclotron wordt meestal gebruikt in kleinschalige projecten.
