• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Synchrotron



    Podstrony: 1 [2] [3]
    Przeczytaj także...
    Synchrotron elektronowy - rodzaj akceleratora cyklicznego, służącego do impulsowego, cyklicznego przyspieszania elektronów.Wielki Zderzacz Hadronów, LHC (z ang. Large Hadron Collider) – największy na świecie akcelerator cząstek (hadronów), znajdujący się w Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych CERN w pobliżu Genewy. LHC jest położony na terenie Francji oraz Szwajcarii.
    Schemat ośrodka synchrotronowego SOLEIL (Francja)

    Synchrotron – szczególny typ akceleratora cyklicznego, w którym cząstki są przyspieszane w polu elektrycznym wzbudzanym w szczelinach rezonatorów synchronicznie do czasu ich obiegu. W synchrotronie, tak jak w każdym cyklotronie (akceleratorze cyklicznym) przyspieszane cząstki krążą w polu magnetycznym. W miarę wzrostu energii przyspieszanych cząstek, pole magnetyczne jest zwiększane, by zachować stały promień obiegu cząstek.

    Cyklotron — najprostsza i pierwsza historycznie forma akceleratora cyklicznego cząstek obdarzonych ładunkiem elektrycznym.Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang. United States, US, United States of America, USA) – federacyjne państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu i Oceanem Atlantyckim od wschodu.

    W synchrotronie można uzyskać energię elektronów do 23 GeV, protonów zaś do 1 TeV. Synchrotronową metodę przyspieszania cząstek podali niezależnie w 1944 r. W. I. Weksler i w 1945 E. M. McMillan.

    Pierwsze synchrotrony były rozwinięciem koncepcji betatronu, jako akceleratora przyspieszającego cząstki wzrastającym polem magnetycznym. W komorze akceleratora umieszczono dodatkowo elektrody przyspieszające polem elektrycznym. Elektrody były zasilane napięciem przemiennym wielkiej częstotliwości o częstotliwości synchronicznej z czasem obiegu przyspieszanych cząstek.

    Europejska Organizacja Badań Jądrowych CERN (fr. Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire) – ośrodek naukowo-badawczy położony na północno-zachodnich przedmieściach Genewy na granicy Szwajcarii i Francji, pomiędzy Jeziorem Genewskim, a górskim pasmem Jury. Obecnie do organizacji należy dwadzieścia państw. CERN zatrudnia 2600 stałych pracowników oraz około 8000 naukowców i inżynierów reprezentujących ponad 500 instytucji naukowych z całego świata. Najważniejszym narzędziem ich pracy jest największy na świecie akcelerator cząstek – Wielki Zderzacz Hadronów.Synchrotron protonowy – akcelerator cykliczny, rodzaj synchrotronu, przystosowany do przyspieszania protonów i antyprotonów.

    Przyspieszane cząstki krążą w komorze próżniowej w kształcie pierścienia, po okręgu o stałym promieniu. Rozwiązanie takie umożliwia zmniejszenie wielkości elektromagnesu potrzebnego do zakrzywiania toru cząstek, zwiększenie pola magnetycznego zakrzywiającego tor ruchu oraz zwiększenie promienia toru przyspieszanych cząstek.

    Akcelerator kołowy (cykliczny) - akcelerator, w którym przyspieszane cząstki poruszają się po torach zbliżonych do kołowych i spiralnych. Zakrzywienie toru wywołuje się za pomocą elektromagnesów rozmieszczonych na planie zbliżonym do okręgu. Elektromagnesy wytwarzają, synchronicznie z przebiegiem cząstek, pole elektryczne o dużej częstotliwości, albo wirowe pole elektryczne wytwarzane przez zmienny strumień magnetyczny. Podczas jednego cyklu cząstki doznają niewielkiego wzrostu energii, dlatego aby otrzymać znaczny wzrost energii, cykl przyspieszania należy wielokrotnie powtórzyć.Proton, p (z gr. πρῶτον – "pierwsze") − trwała cząstka subatomowa z grupy barionów o ładunku +1 i masie spoczynkowej równej ok. 1 u.

    W synchrotronach, w których przyspieszane cząstki wykonują setki tysięcy obiegów, zachodzi konieczność nadawania rozpędzanym cząstkom odpowiedniego toru. Gdyby nie podejmowano działań w tym kierunku, jedynie niewielka część z początkowej liczby cząstek dotarłaby do celu. W tym celu kształtuje się odpowiednio pole magnetyczne, początkowo (obecnie tylko w małych akceleratorach) stosowano specjalne ukształtowanie pola zakrzywiającego tor ruchu cząstek i w związku z tym wprowadzono podział akceleratorów na: akceleratory bez gradientu pola, ze stałym gradientem pola, zmiennym gradientem pola.

    Edwin Mattison McMillan (ur. 18 września 1907 w Redondo Beach, zm. 7 września 1991 w El Cerrito) – amerykański chemik, profesor Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Prace badawcze: udział w odkryciu neptunu i plutonu, konstrukcja synchrotronu. Nagroda Nobla w zakresie chemii w roku 1951 z Seaborgiem.Pole elektryczne – stan przestrzeni otaczającej ładunki elektryczne lub zmienne pole magnetyczne. W polu elektrycznym na ładunek elektryczny działa siła elektrostatyczna.

    Obecnie w dużych akceleratorach stosuje się technikę polegającą na rozdzieleniu elementów kształtujących wiązkę i zakrzywiających wiązkę. Między sekcjami zakrzywiającymi tor ruchu, instaluje się sekcje ogniskujące wiązkę oparte zazwyczaj na kwadrupolach.

    Duże synchrotrony[ | edytuj kod]

    Tevatron w Fermilab (duże okręgi to synchrotrony)

    Największy na świecie zderzacz cząstek Large Hadron Collider (LHC) jest umiejscowiony w Europejskim Laboratorium Wysokich Energii (CERN). Zderzacz zawiera synchrotron w tunelu o długości 27 km, w którym wcześniej był zainstalowany zderzacz elektronów z antyelektronami Large Electron Positron (LEP).

    Tevatron – akcelerator kołowy znajdujący się w Fermilabie w USA (w mieście Batavia niedaleko Chicago w stanie Illinois). Aktualnie jest akceleratorem, który osiąga drugą pod względem wielkości na świecie energię przyspieszanych cząstek elementarnych (0.98 TeV na wiązkę osiągnięto 29 listopada 2009). Energia ta może być rzędu 1 TeV, stąd nazwa urządzenia. Tevatron jest synchrotronem, który przyspiesza protony i antyprotony w pierścieniu o długości 6,28 km. Został oddany do użytku w 1983 i początkowo kosztował 120 mln dolarów, a następnie był wielokrotnie ulepszany i unowocześniany. Główny Iniektor („wtryskiwacz”), zbudowany w latach 1994-1999 za 290 mln dolarów, był istotnym dodatkiem. Główny pierścień zostanie ponownie wykorzystany w przyszłych eksperymentach, a niektóre podzespoły ponownie użyte w innych akceleratorach. 30 września 2011 media podały, że Pier Oddone, dyrektor Fermilab, zdecydował się zakończyć pracę akceleratora. Wyłączenie nastąpiło 30 września 2011 o 21:00 czasu polskiego (14:00 czasu miejscowego).Solaris - pierwszy polski synchrotron budowany w Krakowie przez Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego Solaris, jednostkę międzywydziałową Uniwersytetu Jagiellońskiego. Synchrotron powstaje na działce Kampusu 600-lecia Odnowienia Uniwersytetu Jagiellońskiego.

    Do innych znanych synchrotronów, zaliczyć można Tevatron znajdujący się Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), w USA. Przyspiesza on protony i antyprotony do energii ponad 1 TeV (stąd jego nazwa) w celu ich zderzenia; jego obwód wynosi 6,3 km. 29 września 2011 roku Tevatron został wyłączony z użytku.

    Akcelerator ze stałym gradientem pola - rodzina akceleratorów kołowych cząstek obejmująca, m.in. synchrotrony, mikrotrony, betatrony i synchrotrony protonowe (ze słabym ogniskowaniem). Ich wspólną cechą jest zmniejszanie pola magnetycznego wzdłuż promienia elektromagnesu.Akcelerator ze zmiennym gradientem pola - akcelerator, w którym orbity przyspieszanych cząstek są stabilizowane za pomocą soczewek magnetycznych ogniskujących i rozogniskowujących, ustawionych naprzemiennie.


    Podstrony: 1 [2] [3]




    Warto wiedzieć że... beta

    LEP (z ang. Large Electron Positron Collider, Wielki Zderzacz Elektronowo Pozytonowy) to akcelerator pracujący w CERN pod Genewą w latach 1989-2000. Znajdował się on w tunelu o obwodzie 27 kilometrów. Akcelerator po wybudowaniu w 1989 roku potrafił rozpędzić elektrony do energii 45 GeV, a pod koniec swojego działania do 104.6 GeV.
    Polskie Towarzystwo Promieniowania Synchrotronowego (PTPS) – towarzystwo, którego celem jest działalność naukowa i oświatowa, w szczególności wspieranie rozwoju badań naukowych z wykorzystaniem promieniowania synchrotronowego a także popularyzacja badań wykorzystujących tego rodzaju promieniowanie. Towarzystwo działa na terenie całego kraju. W latach 1992–2013 Towarzystwo zorganizowało jedenaście międzynarodowych szkół i sympozjów International School and Symposium on Synchrotron Radiation in Natural Science (ISSRNS) oraz dziesięć konferencji krajowych pod nazwą Krajowe Sympozjum Użytkowników Promieniowania Synchrotronowego (KSUPS).
    Antyproton – cząstka elementarna będąca antycząstką protonu — różniąca się od niego głównie odwrotnym ładunkiem elektrycznym, momentem magnetycznym, i liczbą barionową — lecz mająca tę samą masę i czas życia.
    Elektronowolt (eV) – jednostka energii stosowana w fizyce. Jeden elektronowolt jest to energia, jaką uzyskuje bądź traci elektron, który przemieścił się w polu elektrycznym o różnicy potencjałów równej 1 woltowi:
    Fermilab (ang. Fermi National Accelerator Laboratory) – Państwowe Laboratorium Przyśpieszania Cząstek Elementarnych im. Enrico Fermiego – położony w Batavii, 20 km na zachód od Chicago, ośrodek badań nad fizyką cząstek elementarnych i fizyką wysokich energii. Mieści się w nim jeden z najpotężniejszych akceleratorów cząstek - Tevatron, przy pomocy którego m.in. w 1995 roku odkryto szósty kwark, kwark t.
    Pole magnetyczne – stan przestrzeni, w której siły działają na poruszające się ładunki elektryczne, a także na ciała mające moment magnetyczny niezależnie od ich ruchu. Pole magnetyczne, obok pola elektrycznego, jest przejawem pola elektromagnetycznego. W zależności od układu odniesienia, w jakim znajduje się obserwator, to samo zjawisko może być opisywane jako objaw pola elektrycznego, magnetycznego albo obu.
    Promieniowanie synchrotronowe – promieniowanie elektromagnetyczne o charakterze nietermicznym, podobne do promieniowania cyklotronowego, lecz generowane przez naładowane cząstki (głównie elektrony) poruszające się z prędkością bliską prędkości światła w polu magnetycznym, w wyniku czego są przyspieszane po krzywoliniowych torach. Można je uzyskać sztucznie w pierścieniach akumulacyjnych synchrotronów lub naturalnie w wyniku szybkiego ruchu elektronów przez pola magnetyczne w przestrzeni kosmicznej. Promieniowanie synchrotronowe zawiera typowo pasma podczerwone, widzialne, ultrafioletu oraz X.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.018 sek.