Cyclotron vs Synchrotron | Synchrotronbeschleuniger gegen Zyklotronbeschleuniger
Cyclotron und Synchrotron sind zwei Arten von Teilchenbeschleunigern. Teilchenbeschleuniger sind sehr nützliche Maschinen auf dem Gebiet der Kernphysik. Die hochenergetischen Kollisionen subatomarer Teilchen geben sehr gute Beobachtungen über die Natur des Kerns. Für jemanden, der ein solches Gebiet studiert, sind gründliche Kenntnisse in Synchrotronbeschleunigern und Zyklotronbeschleunigern erforderlich. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was Zyklotron- und Synchrotronbeschleuniger sind, auf welchen Prinzipien diese Maschinen basieren, welche Ähnlichkeiten sie haben, welche Anwendungen sie haben und welche Unterschiede zwischen Zyklotronbeschleunigern und Synchrotronbeschleunigern bestehen.
Was ist Synchrotron Accelerator?
Ein Synchrotronbeschleuniger ist eine Art Teilchenbeschleuniger. Man muss zuerst das Konzept des Teilchenbeschleunigers verstehen, um den Synchrotronbeschleuniger klar zu verstehen. Wenn ein geladenes Teilchen in ein Magnetfeld projiziert wird, bewegt es sich auf einer Kreisbahn. Teilchenbeschleuniger werden verwendet, um die Natur von Atomen und subatomaren Teilchen zu untersuchen, indem Hochgeschwindigkeitskollisionen solcher Teilchen durchgeführt werden und die Kollision selbst und die Produkte der Kollision untersucht werden. In den meisten Fällen wird ein Magnetfeld verwendet, um die Partikel zu beschleunigen. Das praktische Verfahren zum Erhalten von Kollisionen mit hoher Geschwindigkeit besteht darin, zwei Teilchenstrahlen zu verwenden, die sich in entgegengesetzte Richtungen drehen. Mit dieser Methode ist es einfach, Kollisionen mit hoher Geschwindigkeit mit relativen Geschwindigkeiten von bis zu 99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit zu erhalten. Jedoch,Die Relativitätstheorie besagt, dass es keine höheren Relativgeschwindigkeiten als die Lichtgeschwindigkeit geben kann. Daher wird eine enorme Energiemenge benötigt, um den Teilchenstrahl auf eine hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen. Ein Synchrotronbeschleuniger verwendet ein variierendes Magnetfeld und ein variierendes elektrisches Feld, die den Teilchenstrahl auf einer geeigneten Kreisbahn halten, wenn die Energie erhöht wird. Ein Teilchenbeschleuniger besteht aus einem Torus mit der Fähigkeit, die Intensität elektrischer und magnetischer Felder innerhalb des Torus zu ändern. Der Weg des Teilchenstrahls ist der vom Torus umschlossene Kreisweg. Das Konzept des Synchrotronbeschleunigers wurde von Sir Marcus Oliphant entwickelt. Vladimir Veksler war der erste, der eine wissenschaftliche Arbeit über Synchrotronbeschleuniger veröffentlichte, und der erste Elektronensynchrotronbeschleuniger wurde von Edwin McMillan konstruiert.
Was ist Cyclotron Accelerator?
Cyclotron Accelerator ist auch ein Teilchenbeschleuniger, der hauptsächlich in kleinen Projekten eingesetzt wird. Ein Zyklotron ist eine kreisförmige Vakuumkammer, in der die Beschleunigung von Partikeln in der Mitte beginnt. Die Teilchen nehmen beim Beschleunigen einen spiralförmigen Weg. Das Zyklotron verwendet ein konstantes Magnetfeld und ein elektrisches Feld mit konstanter Frequenz, um die Partikel zu beschleunigen.
Was ist der Unterschied zwischen Cyclotron- und Synchrotron-Beschleunigern?
• Das Zyklotron verwendet ein konstantes Magnetfeld und ein elektrisches Feld mit konstanter Frequenz, das Synchrotron verwendet jedoch unterschiedliche elektrische und magnetische Felder.
• Ein Synchrotron besteht aus einem torusförmigen Rohr, während das Zyklotron aus einer zylindrischen oder kugelförmigen Kammer besteht.
• Der Synchrotronmodus wird in den meisten Großprojekten wie dem Large Hadron Collider (LHC) am CERN verwendet, das Zyklotron wird jedoch hauptsächlich in Kleinprojekten verwendet.
