Synchrocyklotron

Synchrocyklotron

Synchrocyklotron, znany również jako fazotron, to rodzaj akceleratora cząstek, który funkcjonuje na zasadzie zmiennej częstotliwości pola elektrycznego. Ta zmienna częstotliwość jest tak dobrana, aby kompensować relatywistyczny wzrost masy cząstek w miarę zbliżania się ich prędkości do prędkości światła w próżni.

Historia

Idee dotyczące działania synchrocyklotronu zostały przedstawione przez Marcusa Oliphanta w 1943 roku. Pierwszy synchrocyklotron został skonstruowany przez Władimira Wekslera w ZSRR w 1945 roku.

Teoria działania

Częstotliwość cyklotronowa w kontekście mechaniki relatywistycznej opisana jest wzorem:

$f\; =\; f\_c\; frac\{m\_0\}\{m\_0\; +\; T/c^2\}$

Gdzie:

• $f\_c$ – częstotliwość w przybliżeniu klasycznym,
• $T$ – energia kinetyczna cząstki,
• $m\_0$ – masa spoczynkowa cząstki,
• $c$ – prędkość światła w próżni.

Warto zauważyć, że energia kinetyczna cząstki jest proporcjonalna do liczby przebiegów, które cząstka wykonuje w akceleratorze. W związku z tym energia kinetyczna jest również proporcjonalna do czasu przyspieszania cząstki, co pozwala na zastąpienie energii w powyższym wzorze odpowiednią wielkością proporcjonalną do czasu.

Powiązane tematy

Dla uzyskania szerszego kontekstu warto zapoznać się także z tematyką cyklotronów oraz matematycznymi podstawami ich działania.