Устройство ускорителя

Устройство ускорителя

Ускорители частиц разделяют на два общих класса устройств — электростатические ускорители, которые обеспечивают постоянный ток, и тип ускорителей, которые используют различные комбинации изменяющихся электрического и магнитного полей.

Электростатические ускорители в своей самой простой форме ускоряют заряженную частицу и имеют источник высокого напряжения.

Линейные ускорители

Линейные ускорителиЛинейные ускорители развивались в течение долгого времени. Ранние установки линейных ускорителей использовали высокое напряжение, чтобы произвести высокоэнергетические частицы, создавался сильный статический электрический заряд, который производил электрическое поле вдоль трубы, а частицы приобретали энергию, когда они двигались через электрическое поле. Ускоритель Коккрофт – Уолтона произвел высокое напряжение, параллельно собирая конденсат в баке, а затем, соединяя их последовательно, таким образом, чтобы создать отдельное напряжение.

Линейные ускорители

Линейные ускорители
Есть много типов установок ускорителей, хотя все они разделяют ряд общих характеристик. Только заряженные частицы (обычно протоны и электроны, и их античастицы; менее часто дейтроны, альфа-частицы, и тяжелые ионы) могут быть искусственно ускорены; поэтому, первая стадия любого ускорителя — источник иона, чтобы произвести заряженные частицы из нейтрального газа. Все ускорители используют электрические поля (устойчивое, чередующееся, т.д.), чтобы ускорить частицы; большинство установок используют магнитные поля, чтобы содержать и сосредоточить световой луч.

Накопительное кольцо и другие детали ускорителя частиц

•	Накопительное кольцо и другие детали ускорителя частицМагниты со сверхпроводящей обмоткой являются одной из самых важных составляющих конструкции ускорителей элементарных частиц. Исследование фундаментальной структуры природы позволило определить, что увеличивающаяся энергия дает возможность увеличить мощность ускорителя.

Высоковольтный ускоритель

Высоковольтный ускорительПолное название высоковольтного ускорителя – высоковольтный ускоритель элементарных заряженных частиц или акселератор прямого действия. Это устройство относится к устройствам, работающим на высоких энергетических уровнях, и предполагают получение заряженных частиц. Взаимодействие заряженных элементарных частиц и электрического поля лежат в основе рабочего механизма высоковольтного ускорителя. Элементарные частицы увеличивают свою энергию через электрическое поле, которое напрямую действует на них.

Циклотрон

ЦиклотронЦиклотрон является ускорителем элементарных частиц. В физике, частоты циклотрона двигаются перпендикулярно направлению однородного магнитного поля. Такое движение всегда является циклическим, и частота циклотрона хорошо определена. Циклотроны ускоряют заряженные частицы, используя высокочастотное, переменное напряжение, т.е. разность потенциалов. Перпендикулярное магнитное поле заставляет частицы двигаться по кругу так, чтобы они повторно сталкивались, ускоряясь много раз.

Бетатрон

Бетатрон

Бетатрон относится к циклическим ускорителям. Этот циклотрон был создан Дональдом Керстом в лабораториях Университета штата Иллинойса (США) в 1940-ом году. Однако стоит отметить, что прототип этого устройства был создан для ускорения электронов, еще в 1930-ых годах в Германии Рольфом Видером и Максом Стинберком. По существу бетатрон является трансформатором с электронной лампой и тросом, используемым как вторичная катушка. Переменный ток подается на основные катушки и ускоряет электроны в вакууме по кругу. Бетатрон был первой важной установкой для того, чтобы произвести электроны с высоким зарядом энергии.

Микротрон

МикротронУскоритель с переменной кратностью ученые называют одним словом – микротрон. Этот ускоритель относится к циклическим ускорителям элементарных частиц, которые работают как резонансные установки по ускорению электронов. С технической стороны механизм работы микротрона схож с механизмом работы циклотрона, например, у обеих установок магнитное поле и частота ускорения являются постоянными величинами.

Коллайдер

Коллайдер


Коллайдер – это ускоритель элементарных частиц, который работает на встречных пучках, и может быть как линейными, так и циклическими ускорителями. Коллайдеры дают возможность учеными разогнать элементарные частицы до такой скорости и достичь такой высокой энергии, что происходят последующие деления на еще более элементарные частицы, таким образом, изучая как материю, так и антиматерию. Эта установка является одним из самых важных достижений современной науки, поскольку позволяет приоткрыть занавес таинственности и глубже изучить то, из чего состоит наш мир и вселенная.

Релятивистский коллайдер тяжелых ионов

Релятивистский коллайдер тяжелых ионов


Релятивистский коллайдер тяжелых ионов, который является важной частью Брукхейвенской национальной лаборатории, один из самых важных научных установок в мире для изучения неклонов и кварков. Этот коллайдер, находящийся в Нью-Йорке до 2010 года был самым мощным коллайдером в мире. Ученые использовали релятивистский коллайдер тяжелых ионов, чтобы исследовать и изучить процессы, связанные с кварками и нуклонами, которые согласно современной науке имели место после Большого взрыва, вследствие которого появилась наша звездная система и планета. Ученые, работавшие над разработкой этой установки, сумели создать коллайдер, который способен обеспечить столкновение для спин-полязированных протонов.

Все материалы на сайте предоставляются исключительно в ознакомительных целях, администрация не несет ответсвенности за их содержание.