Ускорители элементарных частиц 2 часть

Эти свойства движения зарядов в магнитном поле и используются во всех кольцевых ускорителях электронов и протонов. Само ускорение заряженных частиц происходит под воздействием ускоряющего электрического поля.

Частица, ускоренная электрическим полем, многократно проходит по кольцу ускорителя, поскольку в кольце создано магнитное поле, заставляющее заряд двигаться по кругу; электрическое поле так меняется со временем, что периодически добавляет новые порции энергии к заряженной частице, а движение частиц происходит синхронно с изменением поля. Когда частицы в кольце набирают максимальную энергию, их выводят на мишень. К настоящему времени научились ускорять электроны и протоны до очень больших энергий, во много раз превышающих массу покоя этих частиц. Напомним, что по теории относительности масса и энергия эквивалентны. В ускорителях эти частицы движутся почти со скоростью света и их движение происходит только по законам специальной теории относительности Эйнштейна, без знания которых невозможна работа никаких ускорителей. Большой вклад в создание принципов, по которым строятся ускорители, внес советский физик академик В. И. Векслер.
В Советском Союзе имеются, например, два больших ускорителя протонов. В Дубне в Объединенном институте ядерных исследований работает синхрофазотрон — ускоритель протонов на энергии до 10 Гэв (10 000 Мэв), т. е. в этом ускорителе протоны движутся с такими скоростями, что их энергия почти в 10 раз превышает их массу покоя. В Серпухове в Институте физики высоких энергий очень интересные эксперименты ведутся на ускорителе протонов, дающем энергии протонов до 70 Гэв, т. е. имеется превышение почти в 70 раз над массой покоя протона, достигаемое в этом ускорителе. В Женеве в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРНе) уже довольно давно работает ускоритель на энергии протонов в 30 Гэв. На такие же энергии работает ускоритель в США. С введением в строй и работой перечисленных ускорителей и связаны почти все достижения в физике микромира, добытые за два последних десятилетия. Дальнейшее проникновение в структуру материи немыслимо без оснащения науки мощными ускорителями, и поэтому, несмотря на страшную дороговизну, передовые в техническом отношении государства стараются не приостанавливать развитие физики в этом направлении. Так, в США введут в строй в 1972 г. в Батавии новый мощный ускоритель протонов, который будет ускорять эти частицы до энергии 200 Гэв, а в последующие годы энергия этих частиц будет повышена еще вдвое. Европейские страны, входящие в ЦЕРН, также планируют создание в ближайшем пятилетии подобного ускорителя. По проекту окончательная энергия протонов, которую можно будет получить на Европейском ускорителе, достигнет 500 Гэв, т. е. превышение над массой покоя почти на три порядка.

 


Ускорители элементарных частиц
Ускорители элементарных частиц 2 часть
Ускорители элементарных частиц 3 часть

111