Sinhrotron
From Wikipedia, the free encyclopedia
Sinhrotron (V. Veksler[1] i, nezavisno, E. M. Makmilan,[2][3][4] 1945.) ubrzava elektrone i protone. U njemu se magnetno polje povećava tokom ubrzanja jedne grupe čestica, tako da je poluprečnik zakrivljenosti njihovih staza stalan, pa se one kreću po istoj kružnoj putanji unutar torusne komore.[5] Prvi veliki sinhrotroni bili su kosmotron u Brukhejven nacionalnoj laboratoriji (), Apton, Njujork, SAD (1952. godine, energija protona 3 ); Bevatron u Lorens Berkli nacionalnoj laboratoriji, Berkli, Kalifornija, SAD (1954. godine, 6 ) i sinhrotron (sinhrofazotron) u Dubni, bivšem Sovjetskom savezu (1957. godine, 10 ).[6][7][8] Premda su magneti bili torusni, prečnici staza i torusa od stotinak i više metara zahtevali su vrlo velike magnete, pa je to ograničavalo dosezanje bitno viših energija. Početkom 1950-tih rešenje je nađeno u načelu jakog fokusiranja snopa naelektrisanih čestica, što se postiže zamenom masivnih magnetskih torusa nizom magneta u kojima se jačina magnetnoga polja naizmenično poprečno (radijalno) povećava ili smanjuje. To je načelo omogućilo mnogo preciznije vođenje snopa ubrzanih čestica i time smanjenje preseka i ukupne mase magneta i tako otvorilo mogućnost dosezanja viših energija ubrzivača čestica (akceleratora čestica).
Najveći sinhrotron sa jakim fokusiranjem je LEP (engl. ), sagrađen 1989. u istraživačkom centru CERN. Smešten je u kružnom tunelu opsega 27 kilometara, ubrzavao je elektrone i pozitrone velikih energija. Veliki protonski sinhrotroni s jakim fokusiranjem snopa pomakli su energetske granice, posebno nakon povećanja magnetske indukcije superprovodničkim magnetima. Tako je u Fermilabu u Bataviji, SAD, u tunelu sinhrotrona prečnika 2 kilometra izgrađen dodatni prsten sa superprovodničkim magnetima. U tom prstenu, koji čini ubrzivač Tevatron, protoni se ubrzavaju do energije od 1 (1 012 ), odnosno do milion puta veće energije od prvih ubrzivača sa početka 1930-ih. Veliko povećanje energije raspoložive za proučavanje međudelovanja čestica postignuto je razvojem i izgradnjom spremnika čestica, odnosno spremničkih prstenova.