Synchrofasotron- cyklický urýchľovač s konštantnou rovnovážnou dĺžkou dráhy. Aby sa zabezpečilo, že častice zostanú počas zrýchlenia na rovnakej obežnej dráhe, zmení sa hnacie magnetické pole aj frekvencia zrýchľujúceho sa elektrického poľa. Väčšina moderných cyklických urýchľovačov sú vysoko zaostrujúce synchrofazotróny. Pre ultrarelativistické elektróny zostáva frekvencia rotácie počas procesu zrýchlenia prakticky nezmenená a používajú sa synchrotróny.
Z histórie
Vôľou osudu sa v roku 1921 ukáže ako bezdomovec v Moskve a skončí v obecnom dome v Khamovniki. Po skončení deväťročnej školy v obci začal pracovať v továrni ako elektrikár, kde dostal komsomolské povolenie na štúdium na vysokej škole. V roku 1931 absolvoval ako externý študent Moskovský energetický inštitút a začal pracovať v laboratóriu röntgenovej difrakčnej analýzy Elektrotechnického inštitútu All-Union v Lefortove, kde sa zaoberal konštrukciou meracích prístrojov a štúdiom metód. na meranie tokov nabitých častíc.
V roku 1937 sa Wexler presťahoval do Fyzikálneho inštitútu Akadémie vied ZSSR pomenovaného po P. N. Lebedev (FIAN), kde začal študovať kozmické žiarenie. S ich pomocou fyzici študovali premeny chemických prvkov a študovali procesy jadrových interakcií. Weksler sa zúčastnil na výpravách vedcov na Elbrus a neskôr na Pamír, kde boli zachytené prúdy nabitých vysokoenergetických častíc, ktoré nebolo možné získať v pozemských laboratóriách.
Už v dvadsiatych rokoch mnohí nukleárni vedci mali predstavu, aké pekné by bolo získať častice E. Lawrence s takou vysokou „kozmickou“ energiou v laboratóriu pomocou spoľahlivých prístrojov. Teoreticky bolo všetko jasné – nabitá častica by mala byť urýchlená elektrickým poľom. Lineárne urýchľovače však neumožňovali získať vysokoenergetické častice. V roku 1929 americký vedec E. Lawrence navrhol návrh urýchľovača, v ktorom sa častica pohybuje po špirále a opakovane prechádza tou istou medzerou medzi dvoma elektródami. Trajektória častice je ohnutá a skrútená rovnomerným magnetickým poľom nasmerovaným kolmo na obežnú rovinu. Urýchľovač sa nazýval cyklotrón. V rokoch 1930-1931 Lawrence a jeho kolegovia postavili prvý cyklotrón na Kalifornskej univerzite (USA). Za tento vynález mu bola v roku 1939 udelená Nobelova cena.
Od roku 1938 sa Wexler u nás podieľal na tvorbe cyklotoronov. Ale mali tiež limit na zrýchlenie častíc. Boli potrebné nové vylepšenia. Práce prerušila vojna a Wexler sa počas evakuácie do Kazane spolu s ďalšími vedcami venoval výskumu priamo potrebnému pre front. Až v roku 1943 sa Wexlerovi podarilo vrátiť k problémom urýchľovačov. Problém bol v tom, že v súlade s Einsteinovou teóriou relativity so zvyšujúcou sa rýchlosťou rástla aj hmotnosť častíc, tie sa odchýlili od kruhovej trajektórie a zhasli oproti stenám cyklotrónu.
Vo februári 1944 V.I. Wexler predložil revolučný nápad, ako prekonať energetickú bariéru cyklotrónu. Svoju metódu nazval autofázovanie. Wexler navrhol synchrónne zvyšovať magnetické pole v cyklotróne v čase a napájať magnet striedavým prúdom vo fáze s frekvenciou otáčania častíc. Potom sa ukáže, že v priemere bude frekvencia rotácie častíc v kruhu automaticky udržiavaná rovná frekvencii zrýchľujúceho sa elektrického poľa. Takýto urýchľovač sa nazýval synchrofazotrón.
O rok neskôr nezávisle od Wexlera objavil princíp autofázovania americký vedec E. Macmillan. Neskôr boli obaja nominovaní na Nobelovu cenu. Ale všetka naša práca bola utajovaná a nebola predložená Nobelovej komisii. Ale sám MacMillan cenu nedostal. V roku 1957 však dostal Nobelovu cenu za chémiu za inú prácu.
V roku 1949 začali vedci a inžinieri z iniciatívy V.I.Vekslera a S.I.Vavilova v Dubni konštruovať prvý synchrofazotrón u nás s kapacitou 10 miliárd elektrónvoltov. Do prevádzky bola uvedená v roku 1957. Wexler bol stálym riaditeľom Vysokoenergetického laboratória Spoločného ústavu jadrového výskumu v Dubni.
+ elektrón) je rezonančný cyklický urýchľovač s konštantnou rovnovážnou dĺžkou dráhy počas procesu zrýchlenia. Aby častice zostali počas procesu urýchľovania na rovnakej obežnej dráhe, mení sa vedúce magnetické pole aj frekvencia zrýchľujúceho sa elektrického poľa. Ten je potrebný na to, aby lúč vždy prichádzal do urýchľovacej časti vo fáze s vysokofrekvenčným elektrickým poľom. V prípade, že častice sú ultrarelativistické, frekvencia rotácie pre pevnú orbitálnu dĺžku sa nemení so zvyšujúcou sa energiou a frekvencia RF generátora musí tiež zostať konštantná. Takýto urýchľovač sa už nazýva synchrotrón.
Napíšte recenziu na článok "Synchrophasotron"
Poznámky
pozri tiež
|
||||||||||||
Úryvok charakterizujúci synchrofasotron
Generál sa zamračil, pery sa mu chveli a chveli. Vytiahol zošit, rýchlo niečo nakreslil ceruzkou, vytrhol papier, dal mu ho, rýchlo podišiel k oknu, hodil svoje telo na stoličku a poobzeral sa po tých v miestnosti, akoby sa pýtal: prečo sa naňho pozerajú? Potom generál zdvihol hlavu, natiahol krk, akoby mal v úmysle niečo povedať, ale hneď, akoby si len tak mimochodom začal bzučať, vydal zvláštny zvuk, ktorý okamžite prestal. Dvere do kancelárie sa otvorili a na prahu sa objavil Kutuzov. Generál s obviazanou hlavou, akoby utekal pred nebezpečenstvom, sa zohol a veľkými, rýchlymi krokmi tenkých nôh sa priblížil ku Kutuzovovi."Vous voyez le malheureux Mack, [Vidíš toho nešťastného Macka.]," povedal zlomeným hlasom.
Kutuzovova tvár, stojaca vo dverách kancelárie, zostala niekoľko okamihov úplne nehybná. Potom mu ako vlna prebehla po tvári vráska, čelo vyhladené; S úctou sklonil hlavu, zavrel oči, potichu nechal Mac prejsť okolo seba a zavrel za sebou dvere.
Už predtým rozšírená povesť o porážke Rakúšanov a kapitulácii celej armády pri Ulme sa ukázala ako pravdivá. O pol hodiny neskôr boli rôznymi smermi vyslaní adjutanti s rozkazmi, ktoré dokazovali, že čoskoro sa budú musieť ruské jednotky, ktoré boli dovtedy nečinné, stretnúť s nepriateľom.
Princ Andrei bol jedným z tých vzácnych dôstojníkov na veliteľstve, ktorí veria, že jeho hlavným záujmom je všeobecný priebeh vojenských záležitostí. Keď videl Macka a počul podrobnosti o jeho smrti, uvedomil si, že polovica kampane bola stratená, pochopil náročnosť postavenia ruských jednotiek a živo si predstavil, čo čaká armádu a akú úlohu v nej bude musieť hrať. .
Čo je synchrofasotron?
Najprv poďme trochu hlbšie do histórie. Potreba tohto zariadenia sa prvýkrát objavila v roku 1938. Skupina fyzikov z Leningradského fyzikálnotechnického inštitútu sa obrátila na Molotova s vyhlásením, že ZSSR potrebuje výskumnú základňu na štúdium štruktúry atómového jadra. Táto požiadavka bola odôvodnená skutočnosťou, že takáto oblasť štúdia hrá veľmi dôležitú úlohu a Sovietsky zväz v súčasnosti trochu zaostáva za svojimi západnými kolegami. Koniec koncov, v tom čase v Amerike už bolo 5 synchrofazotrónov, ale v ZSSR neboli žiadne. Navrhlo sa dokončiť stavbu už začatého cyklotrónu, ktorého vývoj bol pozastavený pre slabé financovanie a nedostatok kompetentného personálu.
Nakoniec padlo rozhodnutie postaviť synchrofazotrón a na čele tohto projektu stál Wexler. Stavba bola dokončená v roku 1957. Čo je teda synchrofazotrón? Jednoducho povedané, ide o urýchľovač častíc. Udeľuje časticiam obrovskú kinetickú energiu. Je založená na premenlivom vedúcom magnetickom poli a premenlivej frekvencii hlavného poľa. Táto kombinácia umožňuje udržiavať častice na konštantnej obežnej dráhe. Toto zariadenie sa používa na štúdium rôznych vlastností častíc a ich interakcií pri vysokých energetických hladinách.
Prístroj má veľmi zaujímavé rozmery: zaberá celú budovu univerzity, jeho hmotnosť je 36 tisíc ton a priemer magnetického prstenca je 60 m.. Celkom pôsobivé rozmery na prístroj, ktorého hlavnou úlohou je študovať častice, ktorých rozmery sa merajú v mikrometre.
Princíp činnosti synchrofazotrónu
Mnoho fyzikov sa pokúšalo vyvinúť zariadenie, ktoré by umožnilo urýchliť častice a odovzdať im obrovskú energiu. Riešením tohto problému je synchrofazotrón. Ako to funguje a na čom je založený?
Začiatok bol vyrobený s cyklotrónom. Uvažujme o princípe jeho fungovania. Ióny, ktoré sa zrýchlia, spadnú do vákua, kde sa nachádza hlbina. V tomto čase sú ióny ovplyvnené magnetickým poľom: pokračujú v pohybe pozdĺž osi a zvyšujú rýchlosť. Po prekonaní osi a vstupe do ďalšej medzery začnú naberať rýchlosť. Pre väčšie zrýchlenie je potrebné neustále zväčšovanie polomeru oblúka. V tomto prípade bude čas cesty konštantný, napriek predĺženiu vzdialenosti. V dôsledku zvýšenia rýchlosti sa pozoruje zvýšenie hmotnosti iónov.
Tento jav má za následok stratu zvýšenia rýchlosti. Toto je hlavná nevýhoda cyklotrónu. V synchrofasotróne tento problém úplne odpadá - zmenou indukcie magnetického poľa s pripojenou hmotou a súčasnou zmenou frekvencie výmeny náboja častice. To znamená, že energia častíc sa zvyšuje v dôsledku elektrického poľa, čím sa určuje smer v dôsledku prítomnosti magnetického poľa.
Britským parlamentom trvalo len 15 minút, kým rozhodli o vládnej investícii vo výške 1 miliardy libier do výstavby synchrofazotrónu. Potom v parlamentnom bufete hodinu búrlivo diskutovali o cene kávy, nie menej. A tak sa rozhodli: znížili cenu o 15 %.
Zdalo by sa, že úlohy nie sú zložitosťou vôbec porovnateľné a všetko sa malo logicky stať presne naopak. Hodina na vedu, 15 minút na kávu. Ale nie! Ako sa neskôr ukázalo, väčšina slušných politikov rýchlo dala svoje najvnútornejšie „za“, pričom absolútne netušila, čo je „synchrofazotrón“.
Dovoľte nám, milý čitateľ, spolu s vami vyplniť túto vedomostnú medzeru a nebuďme ako vedecká krátkozrakosť niektorých súdruhov.
Čo je synchrofasotron?
Synchrophasotron je elektronická inštalácia pre vedecký výskum - cyklický urýchľovač elementárnych častíc (neutróny, protóny, elektróny atď.). Má tvar obrovského prstenca s hmotnosťou viac ako 36-tisíc ton. Jeho ultravýkonné magnety a urýchľovacie trubice poskytujú mikroskopickým časticiam kolosálnu energiu riadeného pohybu. V hĺbke fazotrónového rezonátora, v hĺbke 14,5 metra, dochádza na fyzickej úrovni k skutočne fantastickým transformáciám: napríklad malý protón prijíma 20 miliónov elektrónvoltov a ťažký ión 5 miliónov eV. A to je len skromný zlomok všetkých možností!
Vďaka jedinečným vlastnostiam cyklického urýchľovača boli vedci schopní spoznať najintímnejšie tajomstvá vesmíru: študovať štruktúru zanedbateľných častíc a fyzikálne a chemické procesy prebiehajúce v ich obaloch; pozorovať reakciu syntézy na vlastné oči; objavovať povahu doteraz neznámych mikroskopických objektov.
Fazotron znamenal novú éru vedeckého výskumu - oblasť výskumu, kde bol mikroskop bezmocný, o ktorom dokonca aj novátorskí spisovatelia sci-fi hovorili s veľkou opatrnosťou (ich bystrý tvorivý let nedokázal predvídať uskutočnené objavy!).
História synchrofazotrónu
Spočiatku boli urýchľovače lineárne, to znamená, že nemali cyklickú štruktúru. Čoskoro ich však fyzici museli opustiť. Požiadavky na úroveň energie sa zvýšili - bolo potrebné viac. Lineárny dizajn si však neporadil: teoretické výpočty ukázali, že pre tieto hodnoty musí mať neuveriteľnú dĺžku.
- V roku 1929 Američan E. Lawrence sa pokúša vyriešiť tento problém a vynájde cyklotrón, prototyp moderného fazotrónu. Testy idú dobre. O desať rokov neskôr, v roku 1939. Lawrence dostane Nobelovu cenu.
- V roku 1938 V ZSSR sa talentovaný fyzik V.I.Veksler začal aktívne zaoberať problematikou vytvárania a zlepšovania urýchľovačov. Vo februári 1944 prichádza s revolučným nápadom, ako prekonať energetickú bariéru. Wexler nazýva svoju metódu „autophasing“. Presne po roku tú istú technológiu úplne nezávisle objavil vedec z USA E. Macmillan.
- V roku 1949 v Sovietskom zväze pod vedením V.I. Veksler a S.I. Vavilov sa vyvíja rozsiahly vedecký projekt - vytvorenie synchrofazotrónu s výkonom 10 miliárd elektrónvoltov. 8 rokov v Inštitúte jadrového výskumu v meste Dubno na Ukrajine skupina teoretických fyzikov, konštruktérov a inžinierov usilovne pracovala na inštalácii. Preto sa nazýva aj Dubna Synchrophasotron.
Synchrofasotron bol uvedený do prevádzky v marci 1957, šesť mesiacov pred letom do vesmíru prvej umelej družice Zeme.
Aký výskum prebieha na synchrofazotróne?
Wechslerov rezonančný cyklický urýchľovač dal vzniknúť galaxii vynikajúcich objavov v mnohých aspektoch základnej fyziky a najmä v niektorých kontroverzných a málo prebádaných problémoch Einsteinovej teórie relativity:
- správanie sa kvarkovej štruktúry jadier počas interakcie;
- tvorba kumulatívnych častíc v dôsledku reakcií zahŕňajúcich jadrá;
- štúdium vlastností zrýchlených deuterónov;
- interakcia ťažkých iónov s cieľmi (testovanie odolnosti mikroobvodov);
- recyklácia uránu-238.
Výsledky získané v týchto oblastiach sa úspešne využívajú pri stavbe kozmických lodí, projektovaní jadrových elektrární, vývoji robotiky a zariadení pre prácu v extrémnych podmienkach. Ale najúžasnejšie je, že séria štúdií vykonaných na synchrofazotróne privádza vedcov stále bližšie k vyriešeniu veľkej záhady pôvodu vesmíru.
Nie si otrok!
Uzavretý vzdelávací kurz pre deti elity: "Skutočné usporiadanie sveta."
http://noslave.org
Materiál z Wikipédie – voľnej encyklopédie
Synchrofasotron (od synchronizácia + fáza + elektrón) je rezonančný cyklický urýchľovač s konštantnou rovnovážnou dĺžkou dráhy počas procesu zrýchlenia. Aby častice zostali počas procesu urýchľovania na rovnakej obežnej dráhe, mení sa vedúce magnetické pole aj frekvencia zrýchľujúceho sa elektrického poľa. Ten je potrebný na to, aby lúč vždy prichádzal do urýchľovacej časti vo fáze s vysokofrekvenčným elektrickým poľom. V prípade, že častice sú ultrarelativistické, frekvencia rotácie pre pevnú orbitálnu dĺžku sa nemení so zvyšujúcou sa energiou a frekvencia RF generátora musí tiež zostať konštantná. Takýto urýchľovač sa už nazýva synchrotrón.
Napíšte recenziu na článok "Synchrophasotron"
Poznámky
pozri tiež
|
||||||||||||
Úryvok charakterizujúci synchrofasotron
Odišli sme spolu z domu, akoby som aj ja išiel s ňou na trh a hneď pri prvej zákrute sme sa priateľsky rozišli a každý už išiel svojou cestou a za svojím...Dom, v ktorom ešte býval otec malej Vesty, bol v prvej „novej štvrti“, ktorú sme stavali (ako sa volali prvé výškové budovy) a nachádzal sa asi štyridsať minút rýchlej chôdze od nás. Vždy som rád chodil a nespôsobovalo mi to žiadne nepríjemnosti. Len mne sa táto nová oblasť veľmi nepáčila, pretože domy v nej boli postavené ako zápalkové škatuľky - všetky rovnaké a bez tváre. A keďže sa toto miesto len začínalo stavať, nebol v ňom jediný strom, ani nejaká „zeleň“ a vyzeralo to ako kamenný a asfaltový model nejakého škaredého falošného mesta. Všetko bolo chladné a bezduché a vždy mi tam bolo veľmi zle - akoby som tam jednoducho nemal čo dýchať...
A predsa tam bolo takmer nemožné nájsť čísla domov aj pri tej najväčšej túžbe. Ako napríklad, v tej chvíli som stál medzi domami č. 2 a č. 26 a nechápal som, ako sa to mohlo stať?! A premýšľal som, kde je môj „chýbajúci“ dom č. 12?... Nemalo to žiadnu logiku a nechápal som, ako môžu ľudia žiť v takom chaose?
Nakoniec sa mi s pomocou ostatných ako-tak podarilo nájsť dom, ktorý som potrebovala a už som stála pri zatvorených dverách a premýšľala, ako ma tento úplne neznámy človek pozdraví?...
Rovnakým spôsobom som sa stretol s mnohými neznámymi, pre mňa neznámymi ľuďmi, a to si spočiatku vždy vyžadovalo veľké nervové vypätie. Nikdy som sa necítila dobre zasahovať niekomu do súkromného života, takže každý takýto „výlet“ mi vždy pripadal trochu bláznivý. A tiež som dokonale pochopil, ako šialene to muselo znieť pre tých, ktorí doslova práve stratili niekoho blízkeho a do ich života zrazu vtrhlo nejaké malé dievčatko a vyhlásilo, že by im mohlo pomôcť porozprávať sa s ich zosnulou manželkou, sestrou, synom, mamou. , otec... Súhlas - toto im muselo znieť absolútne a úplne nenormálne! A aby som bol úprimný, stále nemôžem pochopiť, prečo ma títo ľudia vôbec počúvali?!
Načítava...