什么是同步加速器？(a synchrotron?)
同步加速器是一种周期性粒子加速器的设计，其中一束带电粒子反复通过磁场以获得每次通过的能量。当光束获得能量时，场会进行调整，以在光束绕圆环移动时保持对其路径的控制。该原理由弗拉基米尔·维克斯勒（Vladimir Veksler）于1944年开发，第一台电子同步加速器建于1945年，第一台质子同步加速器建于1952年。
同步加速器的工作原理
同步加速器是回旋加速器的改进，回旋加速器设计于20世纪30年代。在回旋加速器中，带电粒子束通过一个恒定的磁场，该磁场引导粒子束沿螺旋路径运动，然后通过一个恒定的电磁场，该电磁场在每次通过磁场时提供能量增加。动能的这种起伏意味着光束在穿过磁场的过程中通过一个稍微宽一点的圆，得到另一个起伏，依此类推，直到达到所需的能级。
导致同步加速器的改进是，同步加速器不使用恒定场，而是应用随时间变化的场。当光束获得能量时，场会相应调整，以将光束保持在包含光束的管的中心。这允许对光束进行更大程度的控制，并且该装置可以在整个循环中提供更多的能量。
一种特殊类型的同步加速器设计称为储存环，这是一种同步加速器，其唯一目的是保持光束中的恒定能级。许多粒子加速器使用主加速器结构将光束加速到所需的能级，然后将其转移到存储环中进行维护，直到它可以与另一个反向移动的光束碰撞。这有效地将碰撞能量加倍，而无需建造两个完整的加速器，以使两个不同的光束达到完整的能量水平。
主要同步加速器
宇宙加速器是布鲁克海文国家实验室建造的质子同步加速器。1948年服役，1953年达到全员。当时，它是制造的最强大的装置，能量约为3.3 GeV，一直运行到1968年。
1950年，劳伦斯伯克利国家实验室开始建造贝瓦特罗，并于1954年完工。1955年，反质子被用来发现，这一成就获得了1959年诺贝尔物理学奖。（有趣的历史注释：它被称为Bevatraon，因为它获得了大约6.4 BeV的能量，相当于“数十亿电子伏特”。然而，由于采用了国际单位制，前缀giga-被用于该刻度，因此符号改为GeV。）
费米实验室的Tevatron粒子加速器是一台同步加速器。它能够将质子和反质子加速到略低于1TeV的动能水平，在2008年被大型强子对撞机超越之前，它一直是世界上最强大的粒子加速器。大型强子对撞机上长达27公里的主加速器也是一个同步加速器，目前能够获得每束约7 TeV的加速能量，从而产生14 TeV的碰撞。
- 发表于 2021-09-12 10:57
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- 分类：物理
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