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环形加速器

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柬埔寨大哥

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发表于 2021-2-22 13:07:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
被加速的粒子以一定的能量在一圆形结构里运动,粒子运行的圆形轨道是由二极磁铁(dipole magnet)所控制。和直线加速器(Linac)不一样,环形加速器的结构可以持续地将粒子加速,粒子会重复经过圆形轨道上的同一点。但是粒子的能量会以同步辐射方式发散出去。

同步辐射是当任何带电粒子加速时,所发出的一种电磁辐射。粒子在圆形轨道里运动时都有一个向心加速度,会让粒子持续辐射。此时必须提供电场加速以补充所损失的能量。同步辐射是一种高功率的辐射,加速器将电子加速以产生同相位的X光。

除了加速电子以外也有些加速器加速较重的离子,如质子,以运作更高的能量领域的研究。譬如高能物理对于夸克及胶子的研究分析。

最早的环形加速器为粒子回旋加速器,1932年由恩奈斯特·劳伦斯所发明。粒子回旋加速器有一对半圆形(D形)的中空盒子,以固定频率变换电场,用以加速带电粒子;以及一组磁偶极提供磁场使运动粒子转弯。带电粒子从盒子的圆心地方开始加速,然后依螺旋状轨迹运动至盒子边缘。

粒子回旋加速器有其能量限制,因为狭义相对论效应会使得高速下的粒子质量改变。粒子的荷质比与回旋频率间的关系因此改变,许多参数需重新计算。当粒子速度接近光速时,粒子回旋加速器需提供更多的能量才有可能让粒子继续运行,而这时可能已经达到粒子回旋加速器机械上的极限。#加速主义

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