Ciclotrone vs Sincrotrone | Acceleratore di sincrotrone vs acceleratore di ciclotrone
Il ciclotrone e il sincrotrone sono due tipi di acceleratori di particelle. Gli acceleratori di particelle sono macchine molto utili nel campo della fisica nucleare. Le collisioni ad alta energia delle particelle subatomiche forniscono ottime osservazioni sulla natura del nucleo. Per qualcuno che sta studiando un tale campo, è richiesta una conoscenza approfondita degli acceleratori di sincrotrone e degli acceleratori di ciclotrone. In questo articolo, discuteremo cosa sono gli acceleratori di ciclotrone e di sincrotrone, i principi su cui si basano queste macchine, le loro somiglianze, le applicazioni e infine le differenze tra acceleratori di ciclotrone e acceleratori di sincrotrone.
Cos'è l'acceleratore di sincrotrone?
Un acceleratore di sincrotrone è un tipo di acceleratore di particelle. Bisogna prima capire il concetto di acceleratore di particelle, per capire chiaramente l'acceleratore di sincrotrone. Quando una particella carica viene proiettata in un campo magnetico, si muove su un percorso circolare. Gli acceleratori di particelle vengono utilizzati per studiare la natura degli atomi e delle particelle subatomiche effettuando collisioni ad alta velocità di tali particelle e studiando la collisione stessa e i prodotti della collisione. Nella maggior parte dei casi viene utilizzato un campo magnetico per accelerare le particelle. Il metodo pratico per ottenere collisioni ad alta velocità consiste nell'utilizzare due fasci di particelle che ruotano in direzioni opposte. Usando questo metodo è facile ottenere collisioni ad alta velocità con velocità relative fino al 99 percento della velocità della luce. Tuttavia, la teoria della relatività afferma che non possono esserci velocità relative superiori alla velocità della luce. Pertanto, è necessaria un'enorme quantità di energia anche per accelerare il fascio di particelle ad alta velocità. Un acceleratore di sincrotrone utilizza un campo magnetico variabile e un campo elettrico variabile, che mantengono il fascio di particelle su un corretto percorso circolare quando l'energia aumenta. Un acceleratore di particelle è costituito da un toro con la capacità di modificare l'intensità dei campi elettrici e magnetici all'interno del toro. Il percorso del fascio di particelle è il percorso circolare racchiuso dal toro. Il concetto dell'acceleratore di sincrotrone è stato sviluppato da Sir Marcus Oliphant. Vladimir Veksler è stata la prima persona a pubblicare un articolo scientifico sugli acceleratori di sincrotrone e il primo acceleratore di sincrotrone di elettroni è stato costruito da Edwin McMillan.
Cos'è l'acceleratore di ciclotrone?
L'acceleratore di ciclotrone è anche un acceleratore di particelle, utilizzato principalmente in progetti su piccola scala. Un ciclotrone è una camera a vuoto circolare in cui l'accelerazione delle particelle inizia al centro. Le particelle prendono un percorso a spirale mentre vengono accelerate. Il ciclotrone utilizza un campo magnetico costante e un campo elettrico a frequenza costante per accelerare le particelle.
Qual è la differenza tra gli acceleratori di ciclotrone e di sincrotrone?
• Il ciclotrone utilizza un campo magnetico costante e un campo elettrico a frequenza costante, ma il sincrotrone utilizza campi elettrici e magnetici variabili.
• Un sincrotrone è costituito da un tubo a forma di toro, mentre il ciclotrone è costituito da una camera cilindrica o sferica.
• La modalità sincrotrone viene utilizzata nella maggior parte dei progetti su larga scala come il Large Hadron Collider (LHC) al CERN, ma il ciclotrone viene utilizzato principalmente nei progetti su piccola scala.
