Synkrotron ( från synkronisering + elektron ) är en av typerna av resonanscykliska acceleratorer . Det kännetecknas av det faktum att i processen med partikelacceleration förblir strålens omloppsbana av en konstant radie, och det ledande magnetfältet hos böjningsmagneterna, som bestämmer denna radie, ökar med tiden. Dessutom förblir frekvensen av det accelererande elektriska fältet konstant (till skillnad från synkrofasotronen ). Det är tydligt att för strålar av ultrarelativistiska partiklar bestäms rotationsperioden endast av längden på omloppsbanan, och eftersom den inte förändras, finns det inget behov av att ändra frekvensen för det elektriska fältet. Därför är alla resonanscykliska acceleratorer av lätta partiklar (elektroner och positroner), såväl som högenergiproton- och jonmaskiner, såsom LHC och Tevatron , synkrotroner. Synkrotronen uppnådde energier på cirka 6,5 TeV för protoner ( LHC ) och mer än 100 GeV för elektroner ( LEP ). En ytterligare ökning av energin i elektronsynkrotroner kräver en kraftig ökning av deras storlek på grund av enorma energiförluster för strålning . Energiförlusten per varv är proportionell mot 4:e potensen av partikelenergin: W ~ E 4 / R .
Synkrotronen är en elektrovakuuminstallation med en ungefär ringformig vakuumkammare där partiklar accelereras till en hastighet nära ljusets hastighet och kraftfulla elektromagneter som står i deras väg sätter banan för deras rörelse. Ett ultrahögt vakuum (i storleksordningen 10–9 Torr och högre) upprätthålls konstant i vakuumkammaren för att undvika spridning av strålpartiklar av atomer av restgasen. Synkrotronen fungerar enligt resonansprincipen för acceleration, det vill säga ett cirkulerande gäng partiklar kommer in i det accelererande elektriska fältet hos RF-resonatorn alltid i samma fas, och partiklarna får en liten del av energin, mycket mindre än den kinetiska energin de har redan. Partiklar accelereras på grund av flera passage (~10 6 gånger per sekund) genom accelerationssektionen.
| partikelacceleratorer | ||
|---|---|---|
| Genom design |
| |
| Enligt överenskommelse | ||