आवेशित कणों के रेखीय त्वरक। कण त्वरकों काम के रूप में। क्यों कण त्वरकों?

आवेशित कणों के त्वरक - एक उपकरण है जिसमें लगभग गति से यात्रा विद्युत आवेशित परमाणु या उप-आणविक कणों की किरण। अपने काम के आधार वृद्धि आवश्यक उनकी है एक बिजली के क्षेत्र द्वारा ऊर्जा और प्रक्षेपवक्र बदल - चुंबकीय।

कण त्वरकों क्या हैं?

इन उपकरणों व्यापक रूप से विज्ञान और उद्योग के विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। तिथि करने के लिए, दुनिया भर में एक से अधिक 30 हजार है। आवेशित कण त्वरक के भौतिकी के लिए परमाणुओं की संरचना, परमाणु बलों और परमाणु गुण है, जो स्वाभाविक रूप से नहीं होती है की प्रकृति पर बुनियादी अनुसंधान के एक उपकरण के रूप में सेवा करते हैं। उत्तरार्द्ध transuranic और अन्य अस्थिर तत्व शामिल हैं।

साथ निकास नली संभव हो गया है विशिष्ट शुल्क निर्धारित करने के लिए। आवेशित कण त्वरक भी औद्योगिक रेडियोग्राफी, रेडियोथेरेपी में, radioisotopes के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है जैविक सामग्री की नसबंदी के लिए, और में रेडियोकार्बन विश्लेषण। सबसे बड़े इकाइयों मौलिक बातचीत के अध्ययन में इस्तेमाल कर रहे हैं।

आराम से आवेशित कणों के जीवनकाल त्वरक के संबंध में छोटे कणों की तुलना के करीब गति को त्वरित है प्रकाश की गति। इस बार स्टेशनों की अपेक्षाकृत छोटी राशि की पुष्टि करता है। उदाहरण के लिए, CERN में muon 0,9994c गति 29 बार के जीवनकाल में वृद्धि हासिल किया गया है।

यह लेख अंदर क्या और कण त्वरक, इसके विकास, विभिन्न प्रकार और विभिन्न सुविधाओं के काम कर रहा है पर लग रहा है।

त्वरण सिद्धांतों

आवेशित कण त्वरक की किस तरह आप जानते हैं की परवाह किए बिना, वे सब आम तत्व है। पहला, वे एक टीवी पिक्चर ट्यूब या इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और बड़े प्रतिष्ठानों के मामले में उनके प्रति-कण के मामले में इलेक्ट्रॉनों का एक स्रोत होना आवश्यक है। इसके अलावा, वे सब उनके प्रक्षेपवक्र को नियंत्रित करने के कणों और चुंबकीय क्षेत्र में तेजी लाने के बिजली क्षेत्र होना आवश्यक है। इसके अलावा, आवेशित कण त्वरक में निर्वात (10 ^-11 मिमी Hg। वी), एम.इ. अवशिष्ट हवा की एक न्यूनतम मात्रा, एक लंबा जीवन समय मुस्कराते हुए यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है। अंत में, सभी प्रतिष्ठानों पंजीकरण मतलब है, गिनती और त्वरित कणों की माप होना आवश्यक है।

पीढ़ी

इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन, जो सबसे अधिक त्वरक में किया जाता है, सभी सामग्री में पाए जाते हैं, लेकिन पहले वे उन लोगों से चयन करना होगा। इलेक्ट्रॉनों आम तौर पर पिक्चर ट्यूब के रूप में एक ही तरीके से उत्पन्न कर रहे हैं - एक उपकरण है जो एक "बंदूक" कहा जाता है में। यह एक कैथोड (नकारात्मक इलेक्ट्रोड) वैक्यूम है, जो एक राज्य के लिए गरम किया जाता है जहां इलेक्ट्रॉनों परमाणुओं से बाहर आ गया शुरू में है। ऋणात्मक रूप से आवेशित कणों एनोड (सकारात्मक इलेक्ट्रोड) की ओर आकर्षित कर रहे हैं और आउटलेट के माध्यम से गुजरती हैं। बंदूक ही त्वरक के रूप में सरल है, क्योंकि इलेक्ट्रॉनों एक बिजली के क्षेत्र के प्रभाव में बढ़ रहे हैं। कैथोड और एनोड, आम तौर पर सीमा 50-150 केवी में बीच वोल्टेज।

इसके अलावा सभी सामग्री में इलेक्ट्रॉनों से प्रोटॉन निहित है, लेकिन केवल एक प्रोटॉन नाभिक हाइड्रोजन परमाणुओं से बना। इसलिए, प्रोटॉन त्वरक के लिए कण स्रोत हाइड्रोजन गैस है। इस मामले में, गैस आयनित है और प्रोटॉन छेद के माध्यम से स्थित हैं। बड़े त्वरक में प्रोटॉन अक्सर नकारात्मक हाइड्रोजन आयन के रूप में बनते हैं। वे परमाणुओं जो एक द्विपरमाणुक गैस आयनीकरण के उत्पाद हैं से एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन प्रतिनिधित्व करते हैं। काम आसान के प्रारंभिक चरणों में नकारात्मक चार्ज हाइड्रोजन आयन के बाद से। तब वे एक पतली पन्नी, जो त्वरण के अंतिम चरण से पहले इलेक्ट्रॉनों की उन्हें वंचित होकर गुजरती हैं।

त्वरण

कण त्वरकों काम के रूप में? उन सभी को की एक प्रमुख विशेषता बिजली के क्षेत्र है। सबसे सरल उदाहरण - सकारात्मक और नकारात्मक बिजली क्षमता के बीच वर्दी स्थिर क्षेत्र, के समान जो बिजली बैटरी के टर्मिनलों के बीच मौजूद है। यह इलेक्ट्रॉन एक नकारात्मक चार्ज ले जाने क्षेत्र एक शक्ति है जो इसे एक सकारात्मक संभावित पर लेकर सामने आ रहा है। यह तेज़ होता है और अगर वहाँ कुछ भी है कि जिस तरह से है, उसकी गति और शक्ति में वृद्धि में खड़ी होती है। इलेक्ट्रॉन तार पर या हवा में सकारात्मक संभावित की ओर बढ़ रहा है, और टकराने के साथ परमाणुओं ऊर्जा खो देते हैं, लेकिन अगर वे vacuo में स्थित हैं, तो त्वरित वे एनोड दृष्टिकोण के रूप में।

इलेक्ट्रॉन परिभाषित करता है के प्रारंभ और समाप्ति स्थिति के बीच तनाव उन्हें ऊर्जा खरीदा है। जब 1 वी का एक संभावित अंतर के माध्यम से चलती 1 इलेक्ट्रॉन वोल्ट (EV) के बराबर है। यह करने के लिए 1,6 × 10 ^-19 जौल बराबर है। एक उड़ान मच्छर खरब गुना अधिक की ऊर्जा। कीनेस्कौप इलेक्ट्रॉनों में 10 केवी से अधिक वोल्टेज त्वरित रहे हैं। कई त्वरक मापा जाता मेगा, Giga और तेरा-इलेक्ट्रॉन वोल्ट बहुत अधिक ऊर्जा तक पहुँचते हैं।

जाति

जैसे कण त्वरक, के जल्द से जल्द प्रकार के कुछ वोल्टेज गुणक और जनरेटर वैन डे Graaff जनरेटर, एक निरंतर बिजली के क्षेत्र में एक लाख से ऊपर वोल्ट की क्षमता द्वारा उत्पन्न का उपयोग कर। इस तरह के उच्च वोल्टेज के साथ आसान काम करते हैं। एक और अधिक व्यावहारिक विकल्प कम क्षमता का उत्पादन कमजोर बिजली क्षेत्रों के बार-बार कार्रवाई है। इस सिद्धांत आधुनिक त्वरक के दो प्रकार में प्रयोग किया जाता है - रैखिक और चक्रीय (मुख्य रूप से cyclotrons और synchrotrons)। रैखिक कण त्वरक, संक्षेप में, उन्हें एक बार में तेजी क्षेत्रों के अनुक्रम के माध्यम से, पारित कर दिया है, जबकि चक्रीय कई बार वे अपेक्षाकृत छोटे बिजली के क्षेत्र के माध्यम से एक वृत्ताकार मार्ग में चलते हैं। दोनों मामलों में, कणों के अंतिम ऊर्जा, कार्रवाई की कुल क्षेत्र पर निर्भर करता है ताकि कई छोटे "बम्प्स" एक साथ जोड़ रहे हैं एक बड़ा सा के संयुक्त प्रभाव देने के लिए।

एक रेखीय त्वरक का दोहराव संरचना बिजली क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए एक प्राकृतिक तरीके में एसी, डीसी नहीं उपयोग करने के लिए है। धनात्मक आवेश वाले कण, नकारात्मक क्षमता के लिए त्वरित और एक नया प्रोत्साहन मिलता है सकारात्मक पारित कर रहे हैं। अभ्यास में, वोल्टेज बहुत जल्दी बदला जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, बहुत उच्च गति पर 1 एमईवी प्रोटॉन चाल के एक ऊर्जा पर 0.46 के प्रकाश की गति, 1.4 मीटर 0.01 एमएस की गुजर रहा है। इसका मतलब यह है कि लंबे समय से कुछ ही मीटर की दोहराई जाने वाली संरचना में, बिजली क्षेत्र में कम से कम 100 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर दिशा को बदलना होगा। रैखिक और चक्रीय त्वरक कणों आम तौर पर उन्हें बारी बिजली के क्षेत्र आवृत्ति के साथ 100 मेगाहर्ट्ज से 3000, माइक्रोवेव के लिए रेडियो तरंगों की सीमा में फैलाने टी। ई।

विद्युत चुम्बकीय तरंग एक दूसरे को समकोण पर दोलन दोलन बिजली और चुंबकीय क्षेत्र का एक संयोजन है। प्रमुख मुद्दा तो यह है कि कणों के आगमन पर विद्युत क्षेत्र त्वरण वेक्टर के अनुसार निर्देशित है त्वरक लहर समायोजित करने के लिए है। एक बंद अंतरिक्ष, पाइप ऑर्गन में ध्वनि तरंगों में विपरीत दिशाओं में यात्रा तरंगों के संयोजन - यह एक खड़े लहर का उपयोग करके किया जा सकता है। तेजी से इलेक्ट्रॉनों जिसका प्रकाश, एक यात्रा लहर की गति तक पहुँचते हुए वेग बढ़ने के लिए एक वैकल्पिक अवतार।

autophasing

एक बिजली के क्षेत्र बारी में त्वरण का एक महत्वपूर्ण प्रभाव एक "चरण स्थिरता" है। में एक दोलन चक्र बारी क्षेत्र वापस शून्य करने के लिए अधिकतम मूल्य से शून्य से होकर गुजरता है, यह कम से कम कम हो जाती है और शून्य करने के लिए बढ़ जाता है। इस प्रकार, यह त्वरण के लिए आवश्यक मूल्य के माध्यम से दो बार गुजरता है। एक कण जिसका वेग बढ़ जाती है, बहुत जल्दी आता है, यह पर्याप्त शक्ति के एक क्षेत्र से काम नहीं चलेगा, और धक्का कमजोर हो जाएगा। जब यह अगले क्षेत्र, परीक्षण देर से और अधिक प्रभाव तक पहुँचता है। एक परिणाम, स्वयं चरणबद्ध होता है के रूप में, कण त्वरक क्षेत्र में प्रत्येक क्षेत्र के साथ चरण में होगा। एक और प्रभाव के लिए उन्हें समय में समूहीकरण एक थक्का के बजाय एक सतत स्ट्रीम बनाने के लिए है।

किरण की दिशा

कैसे काम करता है और कण त्वरक,, खेलते हैं और चुंबकीय क्षेत्र के रूप में वे उनके आंदोलन की दिशा बदल सकते हैं में एक महत्वपूर्ण भूमिका। इसका मतलब यह है कि वे एक वृत्ताकार मार्ग में किरण की "झुकने" के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, इसलिए वे बार-बार एक ही तेज अनुभाग के माध्यम से पारित कर दिया। सामान्य स्थिति में, आवेशित कण पर सजातीय चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के लिए एक सही कोण पर चलती है, अपने आंदोलन के दोनों के लम्बवत एक बल सदिश, और क्षेत्र के लिए। यह, किरण क्षेत्र के लम्बवत एक वृत्ताकार मार्ग में स्थानांतरित करने के लिए कारण बनता है जब तक यह कार्रवाई या अन्य बल के अपने क्षेत्र से बाहर आता है उस पर कार्रवाई करने के लिए शुरू होता है। इस आशय की इस तरह के एक सिंक्रोटॉन और साइक्लोट्रॉन के रूप में चक्रीय त्वरक में प्रयोग किया जाता है। एक साइक्लोट्रॉन में, लगातार क्षेत्र के एक बड़े चुंबक द्वारा निर्मित है। अपनी ऊर्जा की बढ़ती साथ कण कुंडलित बाहर प्रत्येक क्रांति के साथ त्वरित घूम रहा है। सिंक्रोटॉन थक्के एक निरंतर त्रिज्या के साथ अंगूठी चारों ओर ले जाने, और क्षेत्र कणों के रूप में अंगूठी बढ़ जाती है चारों ओर विद्युत द्वारा उत्पन्न त्वरित रहे हैं। मैग्नेट "झुकने" प्रदान करने, उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों, एक घोड़े की नाल के आकार में तुला के साथ द्विध्रुव प्रतिनिधित्व करते हैं ताकि किरण therebetween पारित कर सकते हैं।

विद्युत चुम्बकों का दूसरा महत्वपूर्ण समारोह बीम ध्यान केंद्रित करने के लिए इतना है कि वे इतने संकीर्ण और संभव के रूप में तीव्र हो रहा है। एक ध्यान केंद्रित चुंबक का सबसे सरल रूप - चार डंडे (दो उत्तरी और दक्षिणी दो) दूसरे के सामने स्थित है। वे एक ही दिशा में केंद्र के लिए कणों धक्का है, लेकिन उन्हें सीधा में वितरित करने के लिए अनुमति देते हैं। चतुर्ध्रुव चुम्बक बीम क्षैतिज ध्यान देते हैं, उसे खड़ी फोकस से बाहर जाने के लिए अनुमति देता है। ऐसा करने के लिए, वे जोड़े में इस्तेमाल किया जाना चाहिए। एक और अधिक सटीक ध्यान केंद्रित कर के लिए भी डंडे (6 और 8) की एक बड़ी संख्या के साथ और अधिक परिष्कृत मैग्नेट किया जाता है।

कण बढ़ जाती है की ऊर्जा, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत, उनमें बढ़ जाती निर्देशन के बाद से। यह एक ही पथ पर किरण रहता है। दही अंगूठी में पेश किया जाता है और एक वांछित ऊर्जा के लिए त्वरित किया गया है इससे पहले कि यह वापस ले लिया और प्रयोगों में इस्तेमाल किया जा सकता है। दावा-वापसी की विद्युत चुम्बकों जो सिंक्रोटॉन अंगूठी से कणों पुश करने के लिए सक्रिय हो जाते हैं द्वारा हासिल की है।

टक्कर

आवेशित कण त्वरक, चिकित्सा और उद्योग में इस्तेमाल मुख्य रूप से एक विशेष उद्देश्य के लिए एक किरण, उदाहरण के लिए, विकिरण या आयन आरोपण का उत्पादन। इसका मतलब है कि कणों एक बार इस्तेमाल किया। एक ही कई वर्षों के लिए बुनियादी अनुसंधान में इस्तेमाल किया त्वरक का सच था। लेकिन छल्ले 1970 में विकसित किए गए, जिसमें दो मुस्कराते हुए विपरीत दिशाओं में घूम और सर्किट के आसपास टकराते रहते हैं। ऐसी प्रणालियों का मुख्य लाभ यह है कि कणों की एक ललाट टक्कर ऊर्जा के क्षेत्र में उन दोनों के बीच बातचीत ऊर्जा के लिए सीधे चला जाता है। यही होता है जब किरण, एक स्थिर चित्रों के साथ टकरा जिस स्थिति में ऊर्जा का सबसे गति के संरक्षण के सिद्धांत के अनुसार, गति में लक्ष्य सामग्री की कमी को जाता है के विपरीत है।

टकराने के बीम के साथ कुछ मशीनों दो के छल्ले के साथ निर्माण कर रहे हैं, दो या अधिक स्थानों में काटते हुए, जिसमें विपरीत दिशाओं में परिचालित, एक ही प्रकार के कणों। अधिक आम कोलाइडर कण-कण। कण जुड़े कणों के विपरीत चार्ज है। उदाहरण के लिए, पोजीट्रान, सकारात्मक चार्ज किया जाता है, और इलेक्ट्रॉनों - नकारात्मक। यह है कि एक क्षेत्र है कि इलेक्ट्रॉन को तेज करता है, पोजीट्रान धीमा, एक ही दिशा में आगे बढ़ मतलब है। लेकिन अगर विपरीत दिशा में बाद चलता है, यह तेजी आएगी। इसी तरह, एक इलेक्ट्रॉन बाईं ओर एक चुंबकीय क्षेत्र इच्छा वक्र, और पोजीट्रान के माध्यम से आगे बढ़ - सही। लेकिन अगर पोजीट्रान आगे बढ़ रहा है, तो अपने पथ सही करने के लिए विचलित करने के लिए जारी है, लेकिन इलेक्ट्रॉन की तरह ही वक्र पर होगा। हालांकि, इसका मतलब है कि कणों सिंक्रोटॉन ही चुंबक की अंगूठी के माध्यम से ले जाने और विपरीत दिशाओं में एक ही बिजली क्षेत्र द्वारा त्वरित कर सकते हैं। पर इस सिद्धांत को कई शक्तिशाली मुस्कराते हुए टकराने colliders बनाया, टी। के। केवल एक अंगूठी त्वरक की आवश्यकता है।

सिंक्रोटॉन में बीम लगातार चलती नहीं है और में एकीकृत "गुच्छों।" वे लंबाई में कई सेंटीमीटर और व्यास में एक मिलीमीटर का दसवां हिस्सा, हो सकता है और लगभग ^{12 अक्टूबर} कणों शामिल कर सकते हैं। यह कम घनत्व, ऐसी सामग्री का आकार लगभग ^{23 अक्टूबर} परमाणुओं शामिल है। इसलिए, जब एक टकराने मुस्कराते हुए एक दूसरे को काटना, वहाँ केवल एक छोटा सा संभावना है कि कण एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया नहीं है। अभ्यास में थक्के की अंगूठी चारों ओर ले जाने और फिर से मिलने के लिए जारी है। आवेशित कणों (10 ^-11 मिमी Hg। वी) के त्वरक में उच्च वैक्यूम आदेश है कि कणों हवा अणुओं के साथ टकराव के बिना कई घंटों के लिए प्रसारित होती रहती हैं की आवश्यकता है। इसलिए, अंगूठी भी संचयी कहा जाता है, क्योंकि मुस्कराते हुए वास्तव में कई घंटों तक उसमें संग्रहीत।

पंजीकरण

बहुमत में आवेशित कण त्वरक रजिस्टर कर सकते हैं तब होता है जब कणों लक्ष्य या अन्य किरण मारा, विपरीत दिशा में घूम रहा है। एक टीवी पिक्चर ट्यूब में, बंदूक से इलेक्ट्रॉनों अंदरूनी सतह पर फॉस्फर स्क्रीन हड़ताल और प्रकाश है, जो इस प्रकार से प्रेषित छवि का पुनर्निर्माण करने का उत्सर्जन। त्वरक में इस तरह के विशेष डिटेक्टरों बिखरे हुए कणों के लिए प्रतिक्रिया है, लेकिन वे आम तौर पर विद्युत संकेतों कि कंप्यूटर डेटा में बदला जा सकता है और कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग विश्लेषण किया बनाने के लिए डिजाइन किए हैं। केवल आरोप लगाया तत्वों आयनीकरण या परमाणुओं की उत्तेजना से, सामग्री के माध्यम से गुजर उदाहरण के लिए विद्युत संकेतों का उत्पादन, और सीधे पता लगाया जा सकता। इस तरह के न्यूट्रॉन या फोटॉनों के रूप में तटस्थ कणों आवेशित कणों कि वे गति में हैं के व्यवहार के माध्यम से परोक्ष रूप से पता लगाया जा सकता।

वहाँ कई विशेष डिटेक्टरों हैं। इस तरह के एक गीजर काउंटर, एक कण गिनती, और अन्य उपयोगों, जैसे, रिकॉर्डिंग पटरियों या ऊर्जा का वेग माप के लिए के रूप में उनमें से कुछ,। आकार और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में आधुनिक डिटेक्टरों, तारों जो आयनित आवेशित कणों द्वारा उत्पादित पटरियों का पता लगाने के साथ बड़े गैस से भरे कक्ष में छोटे से शुल्क युग्मित उपकरणों से भिन्न हो सकते हैं।

कहानी

आवेशित कण त्वरक मुख्य रूप से परमाणु नाभिक और प्राथमिक कणों के गुणों के अध्ययन के लिए विकसित की है। ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी के उद्घाटन के बाद से अर्नेस्ट रदरफोर्ड 1919 में, नाइट्रोजन नाभिक और एक अल्फा कण की प्रतिक्रिया, सभी 1932 के परमाणु भौतिकी के क्षेत्र में अनुसंधान बाहर हीलियम नाभिक, प्राकृतिक रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय द्वारा जारी के साथ किए गए। प्राकृतिक अल्फा कणों 8 एमईवी की गतिज ऊर्जा है, लेकिन रदरफोर्ड का मानना था कि उन्हें कृत्रिम होना चाहिए भारी नाभिक के क्षय की निगरानी के लिए करने के लिए भी उच्च मूल्यों त्वरित। समय यह मुश्किल लग रहा था। हालांकि, गणना द्वारा 1928 में किए गए Georgiem Gamovym (गौटिंगेन विश्वविद्यालय, जर्मनी में), पता चला है कि आयनों काफी कम ऊर्जा पर इस्तेमाल किया जा सकता, और यह एक सुविधा है कि एक किरण परमाणु अनुसंधान के लिए पर्याप्त प्रदान करता है का निर्माण करने के प्रयास को प्रेरित किया गया है।

इस अवधि के अन्य आयोजन सिद्धांतों जिसके द्वारा आवेशित कण त्वरक इस दिन के लिए निर्माण कर रहे हैं प्रदर्शन किया। कृत्रिम रूप से त्वरित आयनों के साथ पहली सफल प्रयोगों कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में Cockroft और वाल्टन का आयोजन किया गया 1932 में। एक वोल्टेज गुणक का उपयोग करके, प्रोटॉन 710 कीव करने के लिए त्वरित, और पता चला है कि बाद के लिथियम के साथ प्रतिक्रिया दो अल्फा कण के रूप में कर रहे हैं। 1931, न्यू जर्सी में प्रिंसटन विश्वविद्यालय में, रॉबर्ट वैन डे Graaff इलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट पहली उच्च क्षमता जनरेटर का निर्माण किया। वोल्टेज गुणक Cockcroft-वाल्टन जनरेटर और वैन डे Graaff जनरेटर अभी भी त्वरक के लिए ऊर्जा स्रोतों के रूप में प्रयोग किया जाता है।

रैखिक गुंजयमान त्वरक के सिद्धांत 1928 राइन-वेस्टफेलियन आकिन, जर्मनी में तकनीकी विश्वविद्यालय में रॉल्फ Wideroe का प्रदर्शन किया गया था, वह दो बार से अधिक ऊर्जा को सोडियम और पोटेशियम आयनों तेजी लाने के लिए उन्हें बताने के लिए एक उच्च एसी वोल्टेज का इस्तेमाल किया। 1931 में संयुक्त राज्य अमेरिका अर्नेस्ट लौरेंस और उनके सहायक कैलिफोर्निया, बर्कले विश्वविद्यालय के डेविड स्लोअन, में उच्च आवृत्ति क्षेत्रों में प्रयोग किया जाता 1.2 एमईवी की तुलना में अधिक ऊर्जा को पारा आयनों तेजी लाने के लिए। इस काम के भारी आवेशित कणों Wideroe के त्वरक पूरित है, लेकिन आयन बीम परमाणु अनुसंधान के क्षेत्र में उपयोगी नहीं हैं।

चुंबकीय अनुनाद त्वरक या साइक्लोट्रॉन, लॉरेंस Wideroe स्थापना के संशोधन के रूप में की गई थी। छात्र लॉरेंस लिविंगस्टन 1931 में साइक्लोट्रॉन के सिद्धांत का प्रदर्शन किया, 80 कीव के एक ऊर्जा के साथ आयनों बना रही है। 1932 में, लॉरेंस और लिविंगस्टन अप 1 एमईवी की तुलना में अधिक के लिए प्रोटॉनों की त्वरण की घोषणा की। लगभग 4 एमईवी - 1930 के दशक में बाद में, ऊर्जा cyclotrons बारे में 25 एमईवी, और वैन डे Graaff पर पहुंच गया। 1940 में, डोनाल्ड कर्स्ट, चुंबक संरचना करने के लिए कक्षा से सावधान गणना, इलिनोइस, पहले बेताटरोन, चुंबकीय प्रेरण इलेक्ट्रॉन त्वरक विश्वविद्यालय में बनाया के परिणामों को लागू करने।

आधुनिक भौतिकी: कण त्वरकों

द्वितीय विश्व युद्ध के बाद वहां उच्च ऊर्जा को कणों को तेज विज्ञान के क्षेत्र में तेजी से प्रगति था। यह मास्को में बर्कले और व्लादिमीर वेक्सलर में एडविन मैकमिलन शुरू कर दिया। 1945 में, वे दोनों एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से चरण स्थिरता के सिद्धांत का वर्णन किया है कर रहे हैं। इस अवधारणा को एक परिपत्र त्वरक कि प्रोटॉन ऊर्जा पर प्रतिबंधों को हटा दिया और इलेक्ट्रॉनों के लिए एक चुंबकीय अनुनाद त्वरक (synchrotrons) बनाने में मदद की में कणों की स्थिर कक्षाओं को बनाए रखने के लिए एक साधन प्रदान करता है। Autophasing, चरण स्थिरता के सिद्धांत के कार्यान्वयन, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में एक छोटे से synchrocyclotron के निर्माण और इंग्लैंड में सिंक्रोटॉन के बाद पुष्टि की गई। कुछ समय बाद, पहली प्रोटॉन रैखिक गुंजयमान त्वरक बनाया गया था। यह सिद्धांत तब से निर्मित सभी प्रमुख प्रोटॉन synchrotrons में प्रयोग किया जाता है।

1947 में, विलियम हैनसेन, कैलिफोर्निया में स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में, यात्रा लहर है, जो माइक्रोवेव प्रौद्योगिकी जो द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान रडार के लिए विकसित किया गया है इस्तेमाल किया पर पहले इलेक्ट्रॉन रेखीय त्वरक का निर्माण किया।

अध्ययन में प्रगति प्रोटॉन ऊर्जा है, जो कभी बड़ा त्वरक का निर्माण किया वृद्धि से संभव हो सका। इस प्रवृत्ति के उच्च उत्पादन लागत विशाल चुंबक अंगूठी बंद कर दिया गया है। सबसे बड़ा चारों ओर 40,000 टन वजन का होता है। (कभी कभी ध्यान केंद्रित मजबूत कहा जाता है) मशीन आकार वृद्धि के बिना ऊर्जा को बढ़ाने के लिए तरीके ध्यान केंद्रित बारी की एक तकनीक 1952 के बारे में लिविंगस्टोन कुरंट और स्नाइडर Godu में जांच कर रहे थे। इस सिद्धांत पर काम कर Synchrotrons, 100 गुना से पहले की तुलना में छोटे मैग्नेट का उपयोग करें। इस तरह ध्यान केंद्रित सभी आधुनिक synchrotrons में प्रयोग किया जाता है।

1956 में क्रिसमस का एहसास अगर कणों के दो सेट अन्तर्विभाजक कक्षाओं पर रखा जाता है, तो आप देख सकते हैं कि उन्हें टकराने। इस विचार के आवेदन चक्र में आवश्यक संचय त्वरित मुस्कराते हुए, संचयी कहा जाता है। यह तकनीक बातचीत कणों की एक अधिकतम ऊर्जा हासिल की है।