Пређи на главни садржај

Циклотрон

Ернест Лоренс, амерички физичар и један од челних људи пројекта „Менхетн” који ће од САД начинити суперсилу, је крајем двадесетих година прошлог века размишљао о стварању уређаја за убрзавање честица - акцелератора - тако да буде економичан и по величини и по цени. Његов проналазак је унапредио истраживања у физици честица и донео му Нобелову награду.
Уређај сачињавају два магнета између којих су положени дуанти, компоненте начињене од метала у облику латиничног слова D. Оно што у анимацији није приказано је да су дуанти везани за извор електричног поља различитог поларитета:


У процепу између дуаната је присутно електрично поље путем чега честица стиче кинетичку енергију. Након што честица напусти процеп и уђе у дуант дејство електричног поља престаје, али на честицу делује магнетно поље које једино утиче на правац вектора брзине. Након што протекне половина периода кретања дуж криволинијске путање, честица поново долази испред процепа, али је електрично поље променило поларитет тако да се брзина честице изнова увећава у процепу. Током друге половина периода, честица је у другом дуанту и на њу поново делује магнетно поље.
С обзиром да је полупречник путање честице у сразмери са њеном брзином:
r ~ υ
удаљеност честице у односу на средиште циклотрона се увећава током сваког проласка кроз процеп између дуаната.
Период кретања се изражава једначином:
Т = 2·π·r/υ
Ове две релације указују да је период кретања честице у циклотрону сталан, упркос увећању полупречника путање. То је значајно за синхронизацију промене поларитета електричног поља - на почетку се успостави вредност и не постоји потреба да се у даљем току мења. Међутим, ако се честица креће релативистичком брзином синхронизација је нешто сложенија.