Ciclotró vs Sincrotró | Accelerador de sincrotró i accelerador de ciclotró
El ciclotró i el sincrotró són dos tipus d'acceleradors de partícules. Els acceleradors de partícules són màquines molt útils quan es tracta del camp de la física nuclear. Les col·lisions d' alta energia de partícules subatòmiques donen molt bones observacions sobre la naturalesa del nucli. Per a algú que estigui estudiant aquest camp, es requereix un coneixement exhaustiu d'acceleradors de sincrotró i acceleradors de ciclotró. En aquest article, parlarem de què són els acceleradors de ciclotró i de sincrotró, els principis en què es basen aquestes màquines, les seves similituds, aplicacions i, finalment, les diferències entre els acceleradors de ciclotró i els acceleradors de sincrotró.
Què és l'accelerador de sincrotró?
Un accelerador de sincrotró és un tipus d'accelerador de partícules. Primer cal entendre el concepte d'accelerador de partícules per entendre clarament l'accelerador de sincrotró. Quan una partícula carregada es projecta en un camp magnètic, es mou en un camí circular. Els acceleradors de partícules s'utilitzen per estudiar la naturalesa dels àtoms i les partícules subatòmiques fent col·lisions a gran velocitat d'aquestes partícules i estudiant la col·lisió en si i els productes de la col·lisió. En la majoria dels casos s'utilitza un camp magnètic per accelerar les partícules. El mètode pràctic per obtenir col·lisions d' alta velocitat és utilitzar dos feixos de partícules que giren en direccions oposades. Mitjançant aquest mètode és fàcil obtenir col·lisions d' alta velocitat amb velocitats relatives tan altes com el 99 per cent de la velocitat de la llum. Tanmateix, la teoria de la relativitat afirma que no hi pot haver velocitats relatives superiors a la velocitat de la llum. Per tant, es requereix una gran quantitat d'energia fins i tot per accelerar el feix de partícules a una velocitat elevada. Un accelerador de sincrotró utilitza un camp magnètic variable i un camp elèctric variable, que mantenen el feix de partícules en un camí circular adequat quan l'energia augmenta. Un accelerador de partícules està format per un torus amb la capacitat de canviar la intensitat dels camps elèctrics i magnètics dins del to. La trajectòria del feix de partícules és la trajectòria circular coberta pel torus. El concepte de l'accelerador de sincrotró va ser desenvolupat per Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler va ser la primera persona a publicar un article científic sobre acceleradors de sincrotró, i Edwin McMillan va construir el primer accelerador de sincrotró d'electrons.
Què és l'accelerador de ciclotró?
L'accelerador de ciclotró també és un accelerador de partícules, que s'utilitza principalment en projectes a petita escala. Un ciclotró és una cambra circular de buit on l'acceleració de les partícules comença al centre. Les partícules prenen un camí en espiral a mesura que s'acceleren. El ciclotró utilitza un camp magnètic constant i un camp elèctric de freqüència constant per accelerar les partícules.
Quina diferència hi ha entre els acceleradors de ciclotró i de sincrotró?
• El ciclotró utilitza un camp magnètic constant i un camp elèctric de freqüència constant, però el sincrotró utilitza camps elèctrics i magnètics diferents.
• Un sincrotró està fet d'un tub en forma de toro, mentre que el ciclotró està fet d'una cambra cilíndrica o esfèrica.
• El mode de sincrotró s'utilitza en la majoria dels projectes a gran escala, com ara el gran col·lisionador d'hadrons (LHC) al CERN, però el ciclotró s'utilitza principalment en projectes a petita escala.
