Sinkrotron

Prvi veliki sinkrotron bio je Cosmotron u Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, New York, SAD (1952., energija protona 3 GeV)
Shema sinkrotrona Soleil u Parizu.
Panoramski pogled na unutrašnjost australskog sinkrotrona (Clayton, Victoria).
Nuklearna reakcija u kojoj deuterij bombardira litij-6 (6Li), a nastaju dvije alfa-čestice (protoni su prestavljeni crvenim kuglicama, a neutroni plavim kuglicama).
Messier 1 (M1) ili Maglica Rakovica: plavkast sjaj iz središnje regije maglice nastaje zbog sinkrotronskog zračenja.
Sinkrotronsko zračenje koje se reflektira iz kristala terbija u Synchrotron Radiation Source u Daresburyju, 1990.

Sinkrotron (V. Veksler i, neovisno, E. M. McMillan, 1945.) ubrzava elektrone i protone. U njemu se magnetsko polje povećava tijekom ubrzanja jedne skupine čestica, tako da je polumjer zakrivljenosti njihovih staza stalan, pa se one gibaju po istoj kružnoj putanji unutar torusne komore. Prvi veliki sinkrotroni bili su Cosmotron u Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, New York, SAD (1952., energija protona 3 GeV); Bevatron u Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, Kalifornija, SAD (1954., 6 GeV) i sinkrotron (Synchrophasotron) u Dubni, bivši Sovjetski savez (1957., 10 GeV). Premda su magneti bili torusni, promjeri staza i torusa od stotinjak i više metara zahtijevali su vrlo velike magnete, pa je to ograničavalo dosezanje bitno viših energija. Početkom 1950-tih rješenje je nađeno u načelu jakog fokusiranja snopa nabijenih čestica, što se postiže zamjenom masivnoga magnetskih torusa nizom magneta u kojima se jakost magnetskoga polja naizmjence poprečno (radijalno) povećava ili smanjuje. To je načelo omogućilo mnogo preciznije vođenje snopa ubrzanih čestica i time smanjenje presjeka i ukupne mase magneta i tako otvorilo mogućnost prema višim energijama ubrzivača čestica (akcelerator čestica).

Najveći sinkrotron s jakim fokusiranjem jest LEP (engl. Large Electron–Positron Collider), sagrađen 1989. u istraživačkom centru CERN. Smješten je u kružnom tunelu opsega 27 kilometara, ubrzavao je elektrone i pozitrone velikih energija. Veliki protonski sinkrotroni s jakim fokusiranjem snopa pomaknuli su energetske granice, osobito nakon povećanja magnetske indukcije supravodičkim magnetima. Tako je u Fermilabu u Bataviji, SAD, u tunelu sinkrotrona promjera 2 kilometra izgrađen dodatni prsten sa supravodičkim magnetima. U tom prstenu, koji čini ubrzivač Tevatron, protoni se ubrzavaju do energije od 1 TeV (1 012 eV), odnosno do milijun puta veće energije od prvih ubrzivača s početkom 1930-ih. Veliko povećanje energije raspoložive za proučavanje međudjelovanja čestica postignuto je razvojem i izgradnjom spremnika čestica, odnosno spremničkih prstenova. <


Developed by StudentB