ክስ ቅንጣቶች ቀጥታ accelerators. ቅንጣት accelerators ሥራ እንደመሆኑ. ለምን ቅንጣት accelerators?

ክስ ቅንጣቶች መካከል በመጠምዘዝ - መሣሪያ በውስጧ የሚጠጉ ፍጥነት የሚጓዝ በኤሌክትሪክ የሚከፍሉ የአቶሚክ ወይም የአቶሚክ አንድ ምሰሶውን. የእርሱ ሥራ መሠረት አስፈላጊ ጭማሪ ያላቸውን ነው አንድ የኤሌክትሪክ መስክ በ የኃይል እና ሳንነካና መለወጥ - መግነጢሳዊ.

ቅንጣት accelerators ምንድን ናቸው?

እነዚህ መሣሪያዎች በሰፊው ሳይንስ እና ኢንዱስትሪ በተለያዩ መስኮች ላይ ይውላሉ. እስከዛሬ ድረስ በመላው ዓለም ከ 30 ሺህ አሉ. እንዲከፍል ቅንጣት accelerators መካከል ፊዚክስ ስለ አቶሞች አወቃቀር, በተፈጥሮ የማይከሰቱ ይህም የኑክሌር ኃይሎች እና የኑክሌር ንብረቶች, ተፈጥሮ ላይ መሠረታዊ የምርምር አንድ መሣሪያ ሆነው ያገለግላሉ. ሁለተኛውን transuranic እና ሌሎች ያልተረጋጋ ንጥረ ነገሮች ይገኙበታል.

ፈሳሽ ቱቦው በተቻለ ሆኗል ጋር የተወሰነ ክፍያ ለመወሰን. የተከፈለባቸው ቅንጣት accelerators ደግሞ ባዮሎጂያዊ ቁሶች የማምከን ለማግኘት, የኢንዱስትሪ ኤክስሬይ, በአንገታቸው ላይ, radioisotopes ምርት ይውላል, እና ውስጥ ናቸው ራዲዮካርበን ትንታኔ. ትልቁ ዩኒቶች መሠረታዊ ግንኙነቶች ጥናት ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ.

ወደ በመጠምዘዝ ወደ አክብሮት ጋር ዕረፍት ላይ የሚከፍሉ ቅንጣቶች የዕድሜ ልክ ወደ ቅርብ ፍጥነት ወደ የተጣደፈ ቅንጣቶች እንደሆነ ያነሰ ነው የብርሃን ፍጥነት. በዚህ ጊዜ ጣቢያዎች በአንጻራዊ ሁኔታ ሲታይ አነስተኛ መጠን ያረጋግጣል. ለምሳሌ ያህል, ሰርን ላይ muon 0,9994c ፍጥነት 29 እጥፍ ዕድሜ ላይ ጭማሪ አሳክቷል ተደርጓል.

ይህ ርዕስ ውስጥ እና ቅንጣት በመጠምዘዝ, በውስጡ ልማት, የተለያዩ አይነቶች እና የተለያዩ ባህሪያት መሥራት ምን ላይ ይመለከታል.

ማጣደፍ መርሆዎች

ምንም ታውቃላችሁ ክስ ቅንጣት accelerators ምን ዓይነት: ሁሉም የጋራ ክፍሎች አላቸው. በመጀመሪያ, አንድ የቴሌቪዥን ስዕል ቱቦ ወይም የኤሌክትሮማግኔቲክ, ኤሌክትሮኖች እና ትላልቅ ጭነቶች ሁኔታ ውስጥ antiparticles ሁኔታ ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ ምንጭ ሊኖረው ይገባል. ከዚህም በላይ እነዚህ ሁሉ ከካሮቦን ለመቆጣጠር ቅንጣቶች እና መግነጢሳዊ መስኮችን መፋጠን የኤሌክትሪክ መስኮች ሊኖራቸው ይገባል. በተጨማሪ, ክፍያ ቅንጣት በመጠምዘዝ ውስጥ ያለውን ክፍተት (10 ^-11 ሚሜ ኤችጂ. V.), ኤም ኢ ቀሪ አየር ቢያንስ መጠን, ረጅም ህይወት ጊዜ ጨረሮች ለማረጋገጥ ያስፈልጋል. በመጨረሻም, ሁሉም ጭነቶች ምዝገባ አማካኝነት, ወደ የተጣደፉ ቅንጣቶች መካከል ቆጠራው እና ልኬቶችን ሊኖራቸው ይገባል.

ትዉልድ

በአብዛኛው accelerators ላይ የትኛዎቹ መተግበሪያዎች ጥቅም ላይ የኤሌክትሮማግኔቲክ እና ፕሮቶኖች, ሁሉ ቁሳቁሶች ውስጥ ይገኛል, ነገር ግን መጀመሪያ እነሱ ከእነርሱ መምረጥ አለብዎ. የኤሌክትሮማግኔቲክ በተለምዶ ስዕል ቱቦ ውስጥ እንደ በተመሳሳይ መንገድ የመነጨ ነው - አንድ "ሽጉጥ" ተብሎ ነው መሣሪያ ውስጥ. ይህም የኤሌክትሮማግኔቲክ ስለ አቶሞች ማጥፋት መምጣት ጀምረዋል የት ሁኔታ ጋር የጦፈ ነው ያለውን ክፍተት ውስጥ አንድ ካቶድ (አሉታዊ electrode) ነው. አሉታዊ ክስ ቅንጣቶች ወደ anode (አዎንታዊ electrode) ተማርኬ እና ሶኬት ማለፍ ነው. የ የኤሌክትሮማግኔቲክ የኤሌክትሪክ መስክ ተጽዕኖ ሥር የሚንቀሳቀሱ ናቸው ምክንያቱም ሽጉጥ ራሱ በመጠምዘዝ እንደ ቀላል ነው. በተለምዶ ክልል 50-150 ቮልት ውስጥ ካቶድ እና anode መካከል ያለውን ቮልቴጅ.

ባሻገር በሁሉም ቁሳቁሶች ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ ከ ኤሌክትሮኖች ይዟል, ነገር ግን አንድ ነጠላ proton አስኳል ሃይድሮጂን አተሞች ያቀናበረው. ስለዚህ, proton accelerators ለማግኘት ቅንጣት ምንጭ የሃይድሮጂን ጋዝ ነው. በዚህ ሁኔታ ውስጥ, ጋዝ ionized ነው እና ፕሮቶኖች ቀዳዳ በኩል የሚገኙት ናቸው. ትልቅ accelerators ውስጥ ኤሌክትሮኖች ብዙውን ጊዜ አሉታዊ ሃይድሮጂን አየኖች መልክ ተቋቋመ ናቸው. እነዚህ diatomic ጋዝ ionization ውጤት የሆኑ አቶሞች ከ ተጨማሪ በኤሌክትሮን ይወክላሉ. ሥራ ቀላል የመጀመሪያ ደረጃዎች ላይ ያለውን አሉታዊ እንዲከፍሉ ሃይድሮጂን አየኖች ጀምሮ. ከዚያም ፍጥንጥነት የመጨረሻ እርከን በፊት የኤሌክትሮማግኔቲክ ከእነሱ እንዳያገኙና አንድ ቀጭን ፎይል, ሊያልፍ.

መፉጠን

ቅንጣት accelerators ሥራ እንደ? ሁሉም አንድ ቁልፍ ባህሪ የኤሌክትሪክ መስክ ነው. ቀላሉ ምሳሌ - ኤሌክትሪክ ባትሪ ውስጥ ተርሚናሎች መካከል መኖሩን ይህም ጋር ተመሳሳይ አዎንታዊ እና አሉታዊ የኤሌክትሪክ አቅም መካከል ወጥነት የማይንቀሳቀስ መስክ,. አንድ አሉታዊ ክፍያ ተሸክመው ይህ በኤሌክትሮን መስክ አዎንታዊ እምቅ ጋር መመሪያ አንድ ኃይል የተጋለጠ ነው. እሱም ይህን ያፋጥናል, እና መንገድ, የእርሱ ፍጥነት እና ኃይል ጭማሪ ላይ መቆም ነበር ነገር ካለ. በ ሽቦ ላይ ወይም በአየር ላይ አዎንታዊ እምቅ አቅጣጫ የሚንቀሳቀሱ የኤሌክትሮማግኔቲክ, እና አተሞች ኃይል ማጣት ጋር ተጋጪ, ነገር ግን እነርሱ vacuo ውስጥ የሚገኙ ከሆነ, ከዚያም እነርሱ anode ቀርበህ እንደ የተፋጠነ.

በኤሌክትሮን ይገልፃል መጀመሪያ እና መጨረሻ ቦታ መካከል ውጥረት ከእነርሱ ኃይል መግዛት. 1 V የሆነ እምቅ ልዩነት በኩል የሚንቀሳቀሱ ጊዜ 1 በኤሌክትሮን-ቮልት (EV) ጋር እኩል ነው. ይህ 1,6 × 10 ^-19 joule ጋር እኩል ነው. ትሪሊዮን እጥፍ የበለጠ የሚበር ትንኝ የኃይል. kinescope የኤሌክትሮማግኔቲክ ውስጥ 10 ኪሎ ቮልት የሚበልጥ ቮልቴጅ የተፋጠነ ናቸው. ብዙ accelerators ሜጋ, giga እና tera-በኤሌክትሮን-ቮልት የሚለካው በጣም ከፍተኛ ቅድሚያውን መድረስ.

ዝርያዎች

ለምሳሌ እንደ ቅንጣት accelerators, ቀደምት አይነቶች መካከል አንዳንዶቹ ቮልቴጅ ማባዣ እስከ አንድ ሚሊዮን ቮልት ያለውን አቅም የመነጩ በቋሚ የኤሌክትሪክ መስክ በመጠቀም እና ጄኔሬተር ቫን ደ Graaff ጄኔሬተር,. እንደ ከፍተኛ voltages ጋር ቀላል እንሰራለን. ይበልጥ ተግባራዊ አማራጭ አነስተኛ አቅም ምርት ደካማ የኤሌክትሪክ መስኮች በተደጋጋሚ እርምጃ ነው. ይህ መርህ ዘመናዊ accelerators ሁለት ዓይነቶች ውስጥ ጥቅም ላይ ውሏል - መስመራዊ እና ተደጋጋሚ (በዋነኝነት cyclotrons እና synchrotrons). የ cyclically ብዙ ጊዜ እነርሱ በአንጻራዊ ሁኔታ አነስተኛ የኤሌክትሪክ መስክ በኩል ክብ መንገድ ላይ መንቀሳቀስ ሳለ መስመራዊ ቅንጣት accelerators, አጭር, ለማፋጠን መስኮች ተከታታይነት በኩል አንድ ጊዜ እነሱን አለፉ. ብዙ ትናንሽ "ጉብ" በአንድ ትልቅ የሚገኘው የተጠመረ ድምር ውጤት መስጠት በአንድነት አክለዋል ነው ስለዚህ በሁለቱም ሁኔታዎች ውስጥ, ቅንጣቶች የመጨረሻ የኃይል እርምጃ ጠቅላላ መስክ ላይ ይወሰናል.

ተፈጥሯዊ መንገድ የ AC ሳይሆን ዲሲ መጠቀም ነው አንድ መስመራዊ በመጠምዘዝ ያለውን ተደጋጋሚ መዋቅር የኤሌክትሪክ መስኮች ለማመንጨት. አዎንታዊ ማለፍ ከሆነ አዎንታዊ እንዲከፍሉ ቅንጣቶች, አሉታዊ እምቅ ወደ የተጣደፈ እና አዲስ ይስፋፋ ማግኘት ነው. ልምምድ ውስጥ, ቮልቴጅ በጣም በፍጥነት መለወጥ አለበት. ለምሳሌ ያህል, በጣም በከፍተኛ ፍጥነት 1 MeV proton የምታሳይ አንድ የኃይል በ 0.01 MS መካከል 1.4 ሜትር ሲያልፍ, 0,46 የብርሃን ፍጥነት ነው. ይህ ረጅም ጥቂት ሜትሮች መካከል ተደጋጋሚ መዋቅር ውስጥ, የኤሌክትሪክ መስኮች ቢያንስ 100 ሜኸዝ አንድ ድግግሞሽ ላይ አቅጣጫ መቀየር አለበት ማለት ነው. መስመራዊ እና ተደጋጋሚ accelerators ቅንጣቶች አብዛኛውን, 100 ሜኸ ከ 3000 ወደ alternating የኤሌክትሪክ መስክ ድግግሞሽ ጋር ረጥ እዘራቸዋለሁ. ሠ ሳትለቅ ወደ የሬዲዮ ሞገድ ክልል ውስጥ.

የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ እርስ ወደ ቀኝ ለመከታውም በተለወጠ በተለወጠ የኤሌክትሪክ እና መግነጢሳዊ መስኮች ጥምረት ነው. ቁልፉ ነጥብ የኤሌክትሪክ መስክ ለማፋጠን ቬክተር መሰረት በቀጥታ ወደ ቅንጣቶች መምጣት ላይ ዘንድ ያለውን በመጠምዘዝ ማዕበል ለማስተካከል ነው. አንድ የተዘጋ ቦታ, ዋሽንት ብልት ውስጥ የድምፅ ሞገድ ውስጥ ተቃራኒ አቅጣጫ እየተጓዙ በማዕበል መካከል ያለውን ጥምረት - ይህ ቆመው ማዕበል በመጠቀም ሊደረግ ይችላል. በፍጥነት የማን ብርሃን, ተጓዥ ማዕበል ፍጥነት እየቀረበ velocities የኤሌክትሮማግኔቲክ መንቀሳቀስ አማራጭ የተላበሰ.

autophasing

አንድ alternating የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ ለማፋጠን ወሳኝ ውጤት አንድ "ዙር መረጋጋት" ነው. አንድ oscillation ዑደት alternating መስክ ኋላ ዜሮ ከፍተኛ ዋጋ ከ ዜሮ በኩል የሚያልፍ ውስጥ, አንድ ዝቅተኛ ወደ ይቀንሳል እና ዜሮ ያድጋል. በመሆኑም ማጣደፍ የሚያስፈልጉ ዋጋ በኩል ሁለት ጊዜ ያልፋል. የማን ፍጥነት እየጨመረ ቅንጣት, በጣም ቀደም ብሎ ከመጣ ከሆነ በቂ ጥንካሬ መስክ አይሰራም, እና የሚገፋፉ ደካማ ይሆናል. ይህም በሚቀጥለው አካባቢ, መገባደጃ ፈተና እና ተጨማሪ ተጽዕኖ ሲደርስ. በዚህም ምክንያት, ራስን እናቋርጣለን የሚከሰተው እንደ ቅንጣቶች ወደ በማፋጠን ክልል ውስጥ በእያንዳንዱ መስክ ጋር ዙር ላይ ይሆናል. ሌላው ውጤት አንድ ከረጋ ይልቅ አንድ ተከታታይ ዥረት ለማቋቋም ጊዜ ውስጥ እነሱን የመልክ ነው.

ያለውን ምሰሶ አቅጣጫ

እነርሱ እንቅስቃሴ አቅጣጫ መቀየር ይችላሉ እንደ ሥራ እና ቅንጣት በመጠምዘዝ, እና መግነጢሳዊ መስኮችን መጫወት እንዴት ረገድ ወሳኝ ሚና. ይህ እነርሱ ክብ መንገድ ውስጥ ያለውን ምሰሶ ስለ "ከታጠፈ" ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል, ስለዚህ እነርሱ በተደጋጋሚ ተመሳሳይ እንዲባባስ ክፍል በኩል አለፉ ማለት ነው. ቀላሉ ሁኔታ ውስጥ, አንድ ክስ ቅንጣት ላይ አወቃቀር አንድ መግነጢሳዊ መስክ አቅጣጫ ወደ ቀኝ ማዕዘን ላይ የሚንቀሳቀሱ, አንድ ኃይል በውስጡ እንቅስቃሴ ለሁለቱም perpendicular ቬክተር, እንዲሁም በመስክ ላይ. ይህ እርምጃ ወይም ሌላ ኃይል በውስጡ መስክ የሚወጣውን በላዩ ላይ እርምጃ ይጀምራል ድረስ ይህ መስክ, perpendicular ክብ መንገድ ላይ ለማንቀሳቀስ ያለውን ምሰሶ ያስከትላል. ይህ ውጤት እንደ አንድ synchrotron እና cyclotron እንደ ተደጋጋሚ accelerators ውስጥ ጥቅም ላይ ውሏል. አንድ cyclotron ውስጥ በቋሚ መስክ ትልቅ ማግኔት በ ምርት ነው. ያላቸውን ጉልበት እየጨመረ ጋር ቅንጣቶች spirally በግልጥ በእያንዳንዱ አብዮት ጋር የተፋጠነ መውሰድ. የ synchrotron መርጋት በቋሚ ራዲየስ ጋር ቀለበት ዙሪያ ለማንቀሳቀስ, እና ቅንጣቶች እንደ ቀለበት ሲጨምር ዙሪያ ኤሌክትሮማግኔቶች የመነጩ መስክ የተፋጠነ ናቸው. ምሰሶውን therebetween ማለፍ እንድንችል "ከታጠፈ" በማቅረብ ያለው ማግኔት, አንድ የፈረስ ቅርጽ ውስጥ የታጠፈ ሰሜን እና ደቡብ ዋልታዎች ጋር dipoles ያመለክታሉ.

የ ኤሌክትሮማግኔቶች ሁለተኛው ወሳኝ ተግባር እነርሱ በተቻለ በጣም ጠባብ የከረረ ናቸው ስለዚህ ጨረር ማተኮር ነው. አንድ በማተኮር ማግኔት መካከል ቀላሉ ቅጽ - ተቃራኒ እርስ የሚገኙ አራት መሎጊያዎች (ሰሜናዊ ሁለት እና ከሁለት ደቡባዊ) ጋር. እነሱም በአንድ አቅጣጫ መሃል ወደ ቅንጣቶች ለመግፋት, ነገር ግን እነሱን የግንባታዎችን ውስጥ መሰራጨት ያስችላቸዋል. Quadrupole ማግኔቶችን ከእርሱ በቋሚ ትኩረት ውጭ ለመሄድ በመፍቀድ, በአግድም ያለውን ምሰሶ እናተኩራለን. ይህን ለማድረግ, እነሱ ጥንድ ውስጥ ጥቅም ላይ መዋል አለበት. ይበልጥ ትክክለኛ ደግሞ መሎጊያዎች (6 እና 8) ብዙ ቁጥር ጋር ይበልጥ የተራቀቀ ማግኔቶችን ጥቅም ላይ በማተኮር ነው.

እነሱን ጭማሪ የሚመራው ቅንጣት እየጨመረ ኃይል, መግነጢሳዊ መስክ ያለውን ጥንካሬ, ጀምሮ. ይህ ተመሳሳይ ንድትጓዝ ላይ ያለውን ምሰሶ ይጠብቃል. የ እርጎ ቀለበቱን ወደ የምናቀርብበት እና ፈቀቅ እና ሙከራዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ከመዋሉ በፊት የሚፈልጉትን ጉልበት የተጣደፈ ነው. እንዲተው ወደ synchrotron ቀለበት ከ ቅንጣቶች ለመግፋት ወደ ገቢር ናቸው ኤሌክትሮማግኔቶች በ ማሳካት ነው.

ግጭት

በዋናነት አንድ የተወሰነ ዓላማ ምሰሶ, ለምሳሌ, irradiation ወይም አዮን implantation ለማምረት, ሕክምና እና ኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ እንዲከፍሉ ቅንጣት accelerators. ይህ ቅንጣቶች አንድ ጊዜ ጥቅም ላይ ማለት ነው. በተመሳሳይ ለብዙ ዓመታት መሠረታዊ ምርምር ውስጥ ጥቅም ላይ accelerators እውነት ነበር. ነገር ግን ቀለበቶች ውስጥ ሁለት ጨረሮች ተቃራኒ አቅጣጫዎች ውስጥ በሚሰራጭ እና የወረዳ ዙሪያ ተጋጪ, 1970 ላይ የዳበረ ነበር. እንዲህ ስርዓት ዋናው ጥቅም ቅንጣቶች መካከል ቀጥተኛ ግጭት ኃይል ውስጥ በእነርሱ መካከል ያለውን መስተጋብር ኃይል በቀጥታ የሚሄድ መሆኑን ነው. ይህ ምሰሶውን አንድ የቆመን ስዕሎችን ተረፍክ ይህም ሁኔታ ውስጥ የኃይል አብዛኛውን ሞመንተም መካከል ጥበቃ መርህ መሠረት, በእንቅስቃሴ ላይ የዒላማ ቁሳዊ ቅናሽ ይሄዳል ምን እንደሚከሰት ጋር ያነጻጽራል.

የሚደርግ ጨረር ጋር አንዳንድ ማሽኖች, ሁለት ወይም ከዚያ በላይ ቦታዎች ላይ intersecting, ሁለት ቀለበቶች ጋር የተገነባው ውስጥ, ተቃራኒ አቅጣጫዎች ውስጥ ተመሳሳይ አይነት ያለውን ቅንጣቶች እንደተሰራጩ ናቸው. ተጨማሪ የጋራ collider ቅንጣት-antiparticle. Antiparticle ተጓዳኝ ቅንጣቶች ተቃራኒ ክፍያ አለው. ለምሳሌ ያህል, ቴክኖሎጂዎች, አዎንታዊ እንዲከፍሉ, እንዲሁም የኤሌክትሮማግኔቲክ ነው - አሉታዊ. ይህ በኤሌክትሮን ያፋጥናል የሆነ መስክ, ወደ ቴክኖሎጂዎች በተመሳሳይ አቅጣጫ መንቀሳቀስ, ታደርገዋለች ማለት ነው. ነገር ግን በተቃራኒ አቅጣጫ የኋለኛውን ይንቀሳቀሳል, ይህም ያፋጥናል ከሆነ. በተመሳሳይም, አንድ በኤሌክትሮን ወደ ግራ የሆነ መግነጢሳዊ መስክ ፈቃድ ጥምዝ, እና ቴክኖሎጂዎች በኩል የሚንቀሳቀሱ - መብት. የ ቴክኖሎጂዎች ወደፊት መንቀሳቀስ ከሆነ ግን, ከዚያም መንገዱን ወደ ቀኝ ወደ ግራም ፈቀቅ ይቀጥላሉ, ነገር ግን በኤሌክትሮን በዚያ ተመሳሳይ ከርቭ ላይ ይሆናል. ሆኖም, ይህ ቅንጣቶች ደግሞ synchrotron ተመሳሳይ ማግኔቶችን መካከል ቀለበት ውስጥ ማንቀሳቀስ እና ተቃራኒ አቅጣጫዎች ውስጥ በተመሳሳይ የኤሌክትሪክ መስኮች በማድረግ የተጣደፉ ይችላሉ ማለት ነው. ይህ መርህ ጨረሮች የሚደርግ ብዙ ኃይለኛ colliders የፈጠረ ላይ, የቲ. ያድርጉ. ብቸኛው አንድ ቀለበት በመጠምዘዝ ይጠይቃል.

በ synchrotron ውስጥ ያለውን ምሰሶ ስለ በቀጣይነት መንቀሳቀስ እና ወደ ተዋህደዋል አይደለም "clumps." እነዚህ በርካታ ርዝመት ውስጥ ሴንቲሜትር እና ዲያሜትር ውስጥ ከአንድ ሚሊ ሜትር አንድ አሥረኛ, እና ስለ ^{12 ጥቅምት} ቅንጣቶች ይመሰርታሉ ይችላሉ. ይህ ዝቅተኛ እፍጋት, እንዲህ ያለ ቁሳዊ መጠን ገደማ ^{23 ጥቅምት} አተሞች ስለያዘ. አንድ የሚደርግ ጨረር አቋርጠው ጊዜ ስለዚህ ወደ ቅንጣቶች እርስ በርስ ምላሽ መሆኑን ብቻ አነስተኛ እድል አለ. ልምምድ ውስጥ መርጋት ቀለበቱን ዙሪያ ለማንቀሳቀስ እና እንደገና ለመገናኘት ይቀጥላሉ. እንዲከፍል ቅንጣቶች (10 ^-11 ሚሜ ኤችጂ. V.) መካከል በመጠምዘዝ ውስጥ ከፍተኛ ክፍተት በ ቅንጣቶች አየር ሞለኪውሎች ጋር መጋጨት ያለ ብዙ ሰዓታት ሊሽከረከሩ ይችላሉ እንደሆነ ይጠየቃል. ጨረር በእርግጥ ለበርካታ ሰዓታት በውስጡ የተከማቸ ምክንያቱም ስለዚህ ቀለበቱን ደግሞ, ድምር ይባላል.

መመዝገብ

የ ቅንጣቶች በተቃራኒ አቅጣጫ መንቀሳቀስ, ኢላማው ወይም በሌላ በሞገድ በመምታት ጊዜ መመዝገብ ይችላሉ አብዛኞቹ ውስጥ እንዲከፍሉ ቅንጣት accelerators የሚከሰተው. አንድ የቴሌቪዥን ስዕል ቱቦ ውስጥ, ሽጉጥ ከ የኤሌክትሮማግኔቲክ ወደ ውስጠኛው ወለል ላይ phosphor ማያ ይመታ እና ሴሰኛም የሚተላለፍ ምስል recreates ይህም ብርሃን, ያሰማሉ ዘንድ. accelerators ውስጥ እንዲህ ያለ ልዩ ጠቋሚ ተበታትነው ቅንጣቶች ምላሽ, ነገር ግን አብዛኛውን ጊዜ ኮምፒውተር ውሂብ ወደ የሚቀየር እና የኮምፒውተር ፕሮግራሞች በመጠቀም መተንተን የሚችሉ የኤሌክትሪክ ምልክቶችን ለመፍጠር ታስቦ ነው. ብቻ ንጥረ ionization ወይም አተሞች excitation ለምሳሌ, ትምህርቱን በኩል በማለፍ የኤሌክትሪክ ምልክቶች ለማምረት, እና በቀጥታ ተገኝቷል ይቻላል አዘዛቸው. እንደ ኒውትሮን ወይም ፎቶኖች እንደ ገለልተኛ ቅንጣቶች እነሱ በእንቅስቃሴ ላይ ናቸው ክስ ቅንጣቶች ባህሪ አማካኝነት በተዘዋዋሪ ተገኝቷል ይቻላል.

ብዙ ልዩ ጠቋሚ አሉ. እንዲህ ያለ ቀረጻ ትራኮችን ወይም ጉልበት ቬሎሲቲ መለካት አንድ ጋይገር ቆጣሪ, ቅንጣት ቆጠራ, እና ሌሎች ጥቅሞች, ለምሳሌ, እንደ ከእነርሱ አንዳንዶቹ. መጠን እና ቴክኖሎጂ ዘመናዊ ጠቋሚ, ክስ ቅንጣቶች ከተመረቱ ionized ትራኮች መለየት ይህም ሽቦዎች ጋር ትልቅ ጋዝ-የተሞላ ክፍሎቹ ላይ አነስተኛ ክፍያ ተደምሮ መሣሪያዎች ከ ሊለያይ ይችላል.

ታሪክ

የተከፈለባቸው ቅንጣት accelerators በዋናነት አቶሚክ ኒውክላይ እና የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች መካከል ንብረቶች ጥናቶች የተዘጋጀ. የብሪታንያ የፊዚክስ ደጃፍ ጀምሮ ኧርነስት ራዘርፎርድ በ 1919, በ የናይትሮጂን አስኳል እና አንድ የአልፋ ቅንጣት ያለውን ምላሽ, 1932 የኑክሌር ፊዚክስ መስክ ሁሉ ምርምር የተፈጥሮ ሬዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገሮች መበስበስ የተለቀቀ ሂሊየም ኒውክላይ ጋር ተሸክመው ነበር. የተፈጥሮ የአልፋ-ቅንጣቶች 8 MeV የሆነ Kinetic ኃይል አለኝ: ነገር ግን ራዘርፎርድ እነርሱ ሰራሽ መሆን ከባድ ኒውከላይ ወደ መበስበስ ለመከታተል እንኳ ከፍተኛ እሴቶች የተፋጠነ አለበት ብለው ያምኑ ነበር. በወቅቱ አስቸጋሪ ይመስል ነበር. ይሁን እንጂ, በ 1928 የተደረጉ ስሌቱ Georgiem Gamovym (Göttingen ዩኒቨርሲቲ, ጀርመን ላይ), የ አየኖች በጣም በዝቅተኛ ቅድሚያውን ላይ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል, እና ይህ የኑክሌር ምርምር በቂ ምሰሶ የሚሰጥ ተቋም ለመገንባት ሙከራዎች አነሳስቶሃል መሆኑን አሳይቷል.

በዚህ ጊዜ ሌሎች ክስተቶች እንዲከፍል ቅንጣት accelerators ዛሬ ድረስ ተገንብተዋል ይህም በ መርሆዎች በተግባር አሳይቷል. ሰው ሰራሽ በሆነ የተፋጠነ አየኖች ጋር የመጀመሪያው ስኬታማ ሙከራዎችን ካምብሪጅ ዩኒቨርሲቲ በ 1932 Cockroft እና ዋልተን ተይዞ ነበር. አንድ ቮልቴጅ ማባዣ በመጠቀም, ኤሌክትሮኖች 710 keV ጋር የተጣደፉ, እና የኋለኛውን ሁለት አልፋ ቅንጣቶች በቅጽ ሊቲየም ጋር ምላሽ አሳይቷል ናቸው. 1931 በ ኒው ጀርሲ ውስጥ ፕሪንስተን ዩኒቨርሲቲ, ሮበርት ቫን ደ Graaff electrostatic ቀበቶ የመጀመሪያው ከፍተኛ እምቅ ጄኔሬተር ሠራ. ቮልቴጅ ማባዣ Cockcroft-ዋልተን ማመንጫዎች እና ቫን ደ Graaff ጄኔሬተር አሁንም accelerators ለ የኃይል ምንጮች ጥቅም ላይ ይውላል.

መስመራዊ resonant በመጠምዘዝ መርህ Aachen, ጀርመን በ 1928 ዘ ራይን-Westphalian የቴክኒክ ዩኒቨርሲቲ ውስጥ ሮልፍ Widerøe አሳይቷል ነበር; እርሱም ከእነርሱ ለመናገር ሁለት ጊዜ ከመጠን ውስጥ ቅድሚያውን ወደ ሶዲየም እና ፖታሲየም አየኖች ለማፋጠን ከፍተኛ የ AC ቮልቴጅ ተጠቅሟል. በ 1931 በዩናይትድ ስቴትስ ኧርነስት Lourens እና የእርሱ ረዳት ካሊፎርኒያ, በርክሌይ ዩኒቨርሲቲ ዴቪድ Sloan, በ 1.2 MeV የበለጠ ቅድሚያውን ወደ የሜርኩሪ አየኖች መፋጠን ወደ ከፍተኛ-ድግግሞሽ መስኮች ተጠቅሟል. ይህ ሥራ ከባድ ክስ ቅንጣቶች Wideröe መካከል በመጠምዘዝ ግቡን ነው, ነገር ግን አዮን ጨረሮች የኑክሌር ምርምር ውስጥ ጠቃሚ አይደሉም.

ማግኔቲክ ሬዞናንስ በመጠምዘዝ ወይም cyclotron, ሎውረንስ Wideröe ጭነት የሆነ ማሻሻያ ሆኖ ከመጸነሱ. የተማሪ Lawrence ሊቪንግስተን 80 keV አንድ ኃይል ጋር አየኖች በማድረግ, በ 1931 ውስጥ cyclotron ያለውን መርህ አሳይቷል. በ 1932 ውስጥ, ሎውረንስ እና ሊቪንግስተን እስከ 1 MeV በላይ ወደ ፕሮቶኖች መካከል ለማፋጠን አስታውቋል. ስለ 4 MeV - ቆይተው በ 1930 ውስጥ, የኃይል cyclotrons ገደማ 25 MeV, እና ቫን ደ Graaff ደርሷል. በ 1940, ዶናልድ Kerst, ኢሊኖይ, የመጀመሪያው betatron, መግነጢሳዊ induction በኤሌክትሮን በመጠምዘዝ ዩኒቨርሲቲ ሠራ ማግኔት መዋቅር ወደ ምሕዋር በጥንቃቄ ስሌቶችን, ውጤት ተግባራዊ.

ዘመናዊ ፊዚክስ: ቅንጣት accelerators

ከሁለተኛው የዓለም ጦርነት በኋላ ከፍተኛ ቅድሚያውን ወደ ቅንጣቶች ለማፋጠን ያለውን ሳይንስ ውስጥ ፈጣን እድገት ነበረ. ይህ ሞስኮ ውስጥ በርክሌይ እና ቭላድሚር Veksler ላይ ኤድዊን McMillan ጀመረ. በ 1945, ሁለቱም ችሎ እርስ በርስ ከ ደረጃ መረጋጋት መርህ ገልጸናል ናቸው. ይህ ጽንሰ-ሐሳብ በ proton ኃይል ላይ ገደብ የተወገዱ ሲሆን የኤሌክትሮማግኔቲክ የሆነ ማግኔቲክ ሬዞናንስ accelerators (synchrotrons) መፍጠር ረድቶኛል አንድ ክብ በመጠምዘዝ ውስጥ ቅንጣቶች መካከል ምሕዋራቸውን ጠብቀው ወደ አንድ መንገድ ያቀርባል. Autophasing, ደረጃ መረጋጋት መርህ አፈፃፀም, ካሊፎርኒያ ዩኒቨርሲቲ አንድ አነስተኛ synchrocyclotron ግንባታ እና በእንግሊዝ ውስጥ synchrotron በኋላ ተረጋግጧል. ከዚያ ብዙም ሳይቆይ የመጀመሪያው proton መስመራዊ resonant በመጠምዘዝ ተፈጥሯል. ይህ መርህ ከዚያ ወዲህ የተሰራ በሁሉም ዋና proton synchrotrons ውስጥ ጥቅም ላይ ነው.

በ 1947, ዊሊያም ሃንሰን, ካሊፎርኒያ ውስጥ የሚገኘው የስታንፎርድ ዩኒቨርሲቲ, ከሁለተኛው የዓለም ጦርነት ወቅት የራዳር የተዘጋጀ ነው ይህም ማይክሮዌቭ ቴክኖሎጂ ተጠቅሟል ይህም ተጓዥ የበላይ ማዕበል, በ የመጀመሪያው በኤሌክትሮን መስመራዊ በመጠምዘዝ ሠራ.

በጥናቱ ውስጥ እድገት ከመቼውም ጊዜ ትላልቅ accelerators ግንባታ ምክንያት ሆኗል ይህም proton ኃይል, እየጨመረ በማድረግ በተቻለ ነበር. ይህ አዝማሚያ ከፍተኛ የማምረቻ ወጪ ግዙፍ ማግኔት ቀለበት ቆሟል ነው. ትልቁ ዙሪያ 40,000 ኩንታል ይመዝናል. የማሽን መጠን ዕድገት ያለ ኃይል መጨመር ምክንያት ዘዴዎችን በማተኮር alternating ገደማ 1952 Livingstone, Courant እና ስናይደር godu አንድ ቴክኒክ ላይ ምርመራ ነበር (አንዳንዴ በማተኮር ጠንካራ ይባላል). በዚህ መርህ ላይ የሚሰሩ Synchrotrons, በፊት ከ 100 እጥፍ ያነሱ ማግኔቶችን ይጠቀማሉ. እንዲህ በሁሉም ዘመናዊ synchrotrons ላይ ውሏል በማተኮር.

በ 1956 Kerst ቅንጣቶች ሁለት ስብስቦች intersecting ምህዋራቸውን ላይ የያዛችሁባቸው ተይዞባቸዋል ከሆነ, እነሱን ተጋጪ መመልከት ይችላሉ እንደሆነ ተገነዘብኩ. ይህን ሐሳብ ያለው ማመልከቻ, ዑደቶች ውስጥ ያለውን ክምችት የተፋጠነ ጨረር ያስፈልጋል ድምር ይባላል. ይህ ቴክኖሎጂ መስተጋብር ቅንጣቶች ከፍተኛ ኃይል ማሳካት ችሏል.