Verschil tussen Cyclotron en Synchrotron

Cyclotron versus Synchrotron | Synchrotron Accelerator vs Cyclotron Accelerator
 

Cyclotron en synchrotron zijn twee soorten deeltjesversnellers. Deeltjesversnellers zijn zeer nuttige machines als het gaat om kernfysica. De hoogenergetische botsingen van subatomaire deeltjes geven zeer goede observaties 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 synchrotronversnellers zijn, de principes waarop deze machines zijn gebaseerd, hun overeenkomsten, toepassingen en ten slotte de verschillen tussen cyclotronversnellers en synchrotronversnellers.

Wat is Synchrotron Accelerator?

Een synchrotron-versneller is een soort deeltjesversneller. Men moet eerst het concept deeltjesversneller begrijpen om 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 draaien. Met behulp van deze methode is het eenvoudig om botsingen met hoge snelheid te verkrijgen met relatieve snelheden tot wel 99 procent van de lichtsnelheid. De relativiteitstheorie stelt echter dat er geen relatieve snelheden hoger kunnen zijn dan de snelheid van het licht. Daarom is een enorme hoeveelheid energie vereist, zelfs om de deeltjesstraal te versnellen tot een hoge snelheid. Een synchrotron-versneller gebruikt een variërend magnetisch veld en een variërend elektrisch veld, dat de deeltjesstraal op een juiste cirkelvormige baan houdt 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 synchrotron-accelerator is ontwikkeld door Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler was de eerste persoon die een wetenschappelijk artikel over synchrotronversnellers publiceerde, en de eerste elektron-synchrotronversneller werd gebouwd door Edwin McMillan.

Wat is Cyclotron Accelerator?

Cyclotron-versneller is ook een deeltjesversneller, die meestal wordt gebruikt in kleinschalige projecten. Een cyclotron is een cirkelvormige vacuümkamer waar de versnelling van deeltjes begint in het midden. De deeltjes nemen een spiraalvormig pad terwijl ze worden versneld. Het cyclotron gebruikt een constant magnetisch veld en een elektrisch veld met constante frequentie om de deeltjes te versnellen.