Cyclotron gegen Synchrotron | Synchrotron-Beschleuniger vs. Zyklotron-Beschleuniger
Cyclotron und Synchrotron sind zwei Arten von Teilchenbeschleunigern. Teilchenbeschleuniger sind sehr nützliche Maschinen, wenn es um das Gebiet der Kernphysik geht. Die hochenergetischen Kollisionen von subatomaren Teilchen geben sehr gute Beobachtungen über die Natur des Kerns. Für jemanden, der ein solches Gebiet studiert, ist ein gründliches Wissen über Synchrotronbeschleuniger und Zyklotronbeschleuniger erforderlich. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was Zyklotron- und Synchrotron-Beschleuniger sind, die Prinzipien, auf denen diese Maschinen basieren, ihre Ähnlichkeiten, Anwendungen und schließlich die Unterschiede zwischen Zyklotron-Beschleunigern und Synchrotron-Beschleunigern.
Was ist ein Synchrotronbeschleuniger?
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 kreisförmigen Bahn. 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. Zur Beschleunigung der Teilchen wird in den meisten Fällen ein Magnetfeld verwendet. Das praktische Verfahren zur Erzielung von Hochgeschwindigkeitskollisionen besteht darin, zwei Teilchenstrahlen zu verwenden, die sich in entgegengesetzte Richtungen drehen. Mit dieser Methode ist es einfach, Hochgeschwindigkeitskollisionen mit relativen Geschwindigkeiten von bis zu 99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit zu erh alten. Die Relativitätstheorie besagt jedoch, dass es keine Relativgeschwindigkeiten geben kann, die höher als die Lichtgeschwindigkeit sind. Daher ist eine enorme Energiemenge erforderlich, selbst um den Teilchenstrahl auf eine hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen. Ein Synchrotronbeschleuniger verwendet ein veränderliches Magnetfeld und ein veränderliches elektrisches Feld, die den Teilchenstrahl auf einer richtigen Kreisbahn h alten, 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. Die Bahn des Teilchenstrahls ist die vom Torus eingeschlossene Kreisbahn. Das Konzept des Synchrotron-Beschleunigers wurde von Sir Marcus Oliphant entwickelt. Vladimir Veksler war der erste, der eine wissenschaftliche Arbeit über Synchrotronbeschleuniger veröffentlichte, und der erste Elektronen-Synchrotronbeschleuniger wurde von Edwin McMillan konstruiert.
Was ist ein Zyklotronbeschleuniger?
Cyclotron-Beschleuniger ist auch ein Teilchenbeschleuniger, der hauptsächlich in kleinen Projekten eingesetzt wird. Ein Zyklotron ist eine kreisförmige Vakuumkammer, in der die Teilchenbeschleunigung im Zentrum beginnt. Die Teilchen nehmen eine spiralförmige Bahn, wenn sie beschleunigt werden. Das Zyklotron verwendet ein konstantes Magnetfeld und ein elektrisches Feld mit konstanter Frequenz, um die Teilchen zu beschleunigen.
Was ist der Unterschied zwischen Zyklotron- und Synchrotron-Beschleunigern?
• Cyclotron verwendet ein konstantes Magnetfeld und ein elektrisches Feld mit konstanter Frequenz, aber das Synchrotron verwendet variierende elektrische und magnetische Felder.
• Ein Synchrotron besteht aus einer torusförmigen Röhre, 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, aber das Zyklotron wird hauptsächlich in Kleinprojekten verwendet.
