Լուծվող մասնիկների գծային արագացուցիչները: Ինչպես են աշխատում լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչները: Ինչու պետք է լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչները:

Լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչը այն սարքն է, որի մեջ ստեղծվում է էլեկտրական լիցքավորված ատոմային կամ ենթատոմիական մասնիկների ճառագայթ, մոտիկ թեթեւ արագություններով շարժվող: Նրա աշխատանքի հիմքում ընկած է էլեկտրական դաշտի միջոցով էներգիայի բարձրացումը եւ մագնիսական հետագիծը փոխելը:

Ինչու պետք է լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչները:

Այս սարքերը լայն կիրառություն են գտել գիտության եւ արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում: Այսօրվա դրությամբ աշխարհի ավելի քան 30,000 երկրներ կան: Ֆիզիկայի համար լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչները ծառայում են որպես գործիք, ատոմների կառուցվածքի հիմնարար ուսումնասիրությունների, միջուկային ուժերի բնույթի եւ բնույթով չկատարվող միջուկների հատկությունների համար: Վերջինս ներառում է տրանսուրան եւ այլ անկայուն տարրեր:

Հոսանքազրկման խողովակի օգնությամբ հնարավոր դարձավ որոշել կոնկրետ մեղադրանքը: Մասնիկների արագացուցիչները օգտագործվում են նաեւ ռադիոիզոտոպների, արտադրական ճառագայթման, ճառագայթային թերապիայի, կենսաբանական նյութերի ստերիլիզացման եւ ռադիոլոկի անալիզի արտադրության համար: Խոշորագույն տեղադրումները օգտագործվում են հիմնական փոխազդեցությունների ուսումնասիրման մեջ:

Լիցքավորված մասնիկների կյանքը, որոնք հանգստի ժամանակ են գտնվում արագացուցչի նկատմամբ, փոքր են, քան լույսի արագության մոտ արագությունները ցրված մասնիկների համար : Սա հաստատում է SRT- ի ժամանակային միջակայքերի հարաբերականությունը: Օրինակ, CERN- ում, muon- ի կյանքի ժամկետը մեծացել է 29-ի գործակիցով `0.9994c- ի սահմաններում:

Այս հոդվածը վերաբերում է, թե ինչպես է լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչը, դրա զարգացումը, տարբեր տեսակների եւ առանձնահատուկ հատկանիշները կազմակերպվում եւ գործում են:

Արագացման սկզբունքները

Անկախ այն բանից, թե ձեզ հայտնի են լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչները, բոլորն էլ ունեն ընդհանուր տարրեր: Առաջին հերթին, նրանք պետք է ունենան էլեկտրոնային աղբյուր, հեռուստատեսային նկարի կամ էլեկտրոնների, պրոտոնների եւ դրանց հակատանկային միջոցների դեպքում ավելի մեծ տեղադրման դեպքում: Բացի այդ, նրանք բոլորն էլ պետք է ունենան էլեկտրական դաշտեր, արագացնելու մասնիկները եւ մագնիսական դաշտերը `վերահսկելու իրենց հետագիծը: Բացի այդ, լիցքավորված մասնիկների (10 <sup>-11</sup> մմ Hg) արագացուցիչում, այսինքն `մնացորդային օդի նվազագույն քանակի վակուումը, անհրաժեշտ է ապահովել ճառագայթների երկար ժամանակահատվածը: Եվ, վերջապես, բոլոր միջոցները պետք է ունենան արագացված մասնիկների ձայնագրման, հաշվառման եւ չափման միջոցներ:

Սերունդ

Էլեկտրոնները եւ պրոտոնները, որոնք հաճախ օգտագործվում են արագացուցիչներով, բոլոր նյութերում հայտնաբերված են, բայց առաջին հերթին դրանք պետք է մեկուսացված լինեն: Էլեկտրոնները, որպես կանոն, գեներացվել են նույն կերպ, ինչպես kinescope - սարքում կոչված «ատրճանակ»: Դա վակուումի կաթոդ է (բացասական էլեկտրոդ), որը ջեռուցվում է մի պետության, որտեղ էլեկտրոնները սկսում են հեռանալ ատոմներից: Բացասաբար լիցքավորված մասնիկները գրավում են անոդին (դրական էլեկտրոդ) եւ անցնում վարդակից: Հրացանը ինքնին նաեւ ամենապարզ արագացուցիչն է, քանի որ էլեկտրոնները շարժվում են էլեկտրական դաշտի գործողությամբ: Կաթոդի եւ անոդի միջեւ լարումը, որպես կանոն, կազմում է 50-150 կՎ:

Էլեկտրոններից բացի, բոլոր նյութերը պարունակում են պրոտոններ, բայց միայն վիտրոնային ատոմներից բաղկացած միակ միջուկը բաղկացած է մեկ պրոտոններից: Հետեւաբար, պրոտոնային արագացուցիչների համար մասնիկների աղբյուրը ջրածնային գազ է: Այս դեպքում գազը ionized է, իսկ պրոտոնները անցնում են փոսից: Մեծ արագացուցիչներով պրոտոնները հաճախ ձեւավորվում են բացասական ջրածնի իոնների տեսքով: Նրանք ատոմներ են լրացուցիչ էլեկտրոններով, որոնք դիատոմիկ գազի իոնացման արդյունք են: Նախնական փուլերում բացասական լիցքավորված ջրածնի իոններով ավելի հեշտ է աշխատել: Այնուհետեւ դրանք անցնում են բարակ փայլով, որը արագացնում է վերջնական փուլը մինչեւ էլեկտրոնները զրկում է դրանցից:

Overclocking

Ինչպես են աշխատում լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչները: Դրանցից ամենակարեւոր առանձնահատկությունն էլեկտրական դաշտն է: Ամենապարզ օրինակն է դրական եւ բացասական էլեկտրական պոտենցիալների միջեւ միասնական ստատիկ դաշտ, որը նման է էլեկտրական մարտկոցի տերմինալների միջեւ: Նման դաշտում, բացասական մեղադրանք ունեցող էլեկտրոնը ենթակա է ուժի գործողությանը, որը ուղղորդում է դրական ներուժին: Այն արագացնում է այն, եւ եթե այն կանխելու համար որեւէ բան չկա, դրա արագությունը եւ էներգիան ավելանում են: Էլեկտրոնները, որոնք շարժվում են դեպի մետաղի կամ նույնիսկ օդի պոտենցիալ պոտենցիալը, ատոմների հետ բախվում են եւ կորցնում էներգիան, բայց եթե դրանք վակուում են, նրանք արագանում են, քանի որ դրանք մոտենում են անոդին:

Էլեկտրոնի նախնական եւ վերջնական դիրքերի միջեւ լարումը սահմանում է այն էներգիան, որն իր ձեռք է բերել: 1 Վ- ի պոտենցիալ տարբերությամբ անցնելիս այն 1 էլեկտրոն-վոլտ է (eV): Սա համարժեք է 1.6 × 10 ^-19 joules: Թռչող մժեղի էներգիան տրիլիոն անգամ ավելի մեծ է: Կինսկոպիայում էլեկտրոնները արագացնում են ավելի քան 10 կՎ լարման միջոցով: Շատ արագացուցիչներ հասնում են շատ ավելի բարձր էներգիաներ, որոնք չափվում են մեգա, հիգա եւ տերա էլեկտրոնային վոլտերով:

Սորտեր

Լուծվող մասնիկների արագացուցիչների որոշ մասը, ինչպիսիք են լարման մուլտիպլիկատորը եւ Վան դե Գրաաֆ գեներատորը, օգտագործեցին միանգամյա վառելիքի պոմպերի ստեղծած մշտական էլեկտրական դաշտեր: Նման բարձր լարումների դեպքում հեշտ չէ աշխատել: Ավելի գործնական այլընտրանք է, ցածր պոտենցիալներով ստեղծված թույլ էլեկտրական դաշտերի կրկնվող գործողությունը: Այս սկզբունքը կիրառվում է ժամանակակից արագացուցիչների երկու տեսակի `գծային եւ ցիկլային (հիմնականում ցիկլոտրոններում եւ սինխրագրերում): Լուծվող մասնիկների գծային արագացուցիչները, համառոտորեն, դրանք մեկ անգամ մեկ անգամ արագացնելով դաշտերի միջոցով, իսկ ցիկլային դեպքում նրանք կրկնակի շարժվում են շրջանաձեւ ուղիով, համեմատաբար փոքր էլեկտրական դաշտերի միջոցով: Երկու դեպքում էլ, մասնիկների վերջնական էներգիան կախված է դաշտերի ընդհանուր գործողությունից, որպեսզի մի քանի փոքր «կեղտաջրեր» ավելացվեն միասին, որպեսզի մեկ մեծի կուտակային ազդեցություն ունենա:

Էլեկտրական դաշտերի ստեղծման գծային արագացուցիչի կրկնվող կառուցվածքը բնականաբար ենթադրում է փոփոխական լարման, ոչ թե անընդհատ լարման օգտագործումը: Պոտենցիալ լիցքավորված մասնիկները արագացնում են բացասական ներուժը եւ նոր հարթություն ստանալը, եթե դրանք անցնեն դրականից: Գործնականում լարումը շատ արագ փոխվի: Օրինակ, 1 Մէվ էներգիայի վրա պրոտոնը շարժվում է շատ բարձր արագությամբ, կազմելով 0.46 անգամ լույսի արագություն, անցնելով 1.4 մ-ի 0.01 մկմ. Սա նշանակում է, որ մի քանի մետր երկարությամբ կրկնվող կառուցվածքներում էլեկտրական դաշտերը պետք է փոխեն ուղղությունը առնվազն 100 ՄՀց հաճախականությամբ: Լիցքավորված մասնիկների գծային եւ ցիկլային արագացուցիչները, որպես կանոն, ցրվում են 100- ից 3000 ՄՀց հաճախականությամբ հաճախականությամբ էլեկտրական դաշտերի փոխարինման միջոցով, այսինքն `սկսած ռադիոալիքներից մինչեւ միկրոալիքային վառարաններ:

Էլեկտրամագնիսական ալիքը միմյանց ուղղահայաց ուղղանկյուն էլեկտրական եւ մագնիսական դաշտերի համադրություն է: Արագացման կետի հիմնական կետը ալիքի թյունինգն է, որպեսզի երբ մասնիկը գալիս է էլեկտրական դաշտը ուղղված է արագացման վեկտորի համապատասխանությանը: Դա կարող է կատարվել կանգնած ալիքի օգնությամբ `ալիքների համադրություն փակ տարածքում գտնվող հակառակ ուղղություններով, ինչպես օրգան խողովակի ձայնային ալիքների: Շատ արագ շարժվող էլեկտրոնների համար այլընտրանքային տարբերակ է, որի արագությունը մոտենում է լույսի արագությանը, ճանապարհորդող ալիք է:

Autophasing

Էլեկտրամագնիսական դաշտում արագացման կարեւոր ազդեցություն է հանդիսանում «autofasing»: Միակողմանի փուլում փոխարինող դաշտը զրոյից անցնում է առավելագույն արժեքով `զրոյի, նվազում է մինչեւ նվազագույնը, եւ զիջում է դեպի զրո: Այսպիսով, այն անցնում է երկու անգամ, արագացման համար անհրաժեշտ արժեքով: Եթե մասնիկը, որի արագությունը մեծանում է, շատ վաղ հասնում է, ապա այն չի ունենա բավարար ուժի դաշտ, եւ մղումը թույլ կլինի: Երբ հասնում է հաջորդ հատվածին, կլինի ուշ, եւ ավելի ուժեղ ազդեցություն կունենա: Արդյունքում, ավտոֆիզիզմը տեղի կունենա, մասնիկները կլինեն փուլերով, յուրաքանչյուր արագացված տարածաշրջանում դաշտը: Մեկ այլ ազդեցություն կլինեն ժամանակի ընթացքում նրանց խմբի մեջ մտնելու, այլ ոչ թե շարունակական հոսքի:

Ուղղության ուղղությունը

Կարեւոր դեր է խաղում լիցքավորված մասնիկների արագացուցչի կազմակերպումը եւ շահագործումը կատարվում է մագնիսական դաշտերով, քանի որ նրանք կարող են փոխել իրենց շարժման ուղղությունը: Սա նշանակում է, որ դրանք կարող են օգտագործվել «կծկել» ճառագայթները մի շրջանաձեւ ճանապարհով, որպեսզի նրանք մի քանի անգամ ճանապարհորդեն նույն արագացված հատվածով: Ամենապարզ դեպքերում մի ուժ, որը ուղղահայաց է եւ տեղաշարժման վեկտորի եւ դաշտի վրա, գործում է լարված մասնիկի վրա, ուղղակի անկյուններում շարժվող միասնական մագնիսական դաշտի ուղղությամբ: Դա հանգեցնում է ճառագայթին դեպի դաշտի ուղղահայաց ուղիով անցնելը, մինչեւ այն չի թողնում իր գործողությունների տարածքը, կամ այլ ուժ սկսում է գործել դրա վրա: Այս ազդեցությունը օգտագործվում է ցիկլային արագացուցիչների մեջ, ինչպիսիք են ցիկլոտրոնը եւ սինխրտրոնը: Ցիկլոկրոնում մշտական մագնիսական դաշտը ստեղծում է մշտական մագնիսական դաշտ: Մասնիկները, երբ նրանք աճում են էներգիան, շարժվում են ուղղահայաց արտաքին, արագացնելով յուրաքանչյուր հերթով: Սինխրոնտոնում շեղերը շարժվում են ռինգում, մշտական գրաֆիկով, եւ էլեկտրամագնիսների կողմից ռինգի շուրջ ստեղծված դաշտը մեծանում է, քանի որ մասնիկները արագանում են: Մագնիսները, որոնք ապահովում են «ծունկը», ձգված են հյուսիսային եւ հարավային բեւեռներով ձողերով, այնպես, որ ճառագայթը կարող է անցնել նրանց միջեւ:

Էլեկտրամագնիսների երկրորդ կարեւոր գործառույթը ճառագայթների կոնցենտրացիան է, որպեսզի հնարավորինս նեղ ու ինտենսիվ լինեն: Կենտրոնական մագնիսների ամենապարզ ձեւը միմյանց հակառակված չորս բեւեռների (երկու հյուսիս եւ երկու հարավ) հետ է: Նրանք մասնիկներն ուղղում են կենտրոնին մի ուղղությամբ, բայց թույլ են տալիս դրանք տարածել ուղղահայաց ուղղությամբ: Quadrupole մագնիսները կենտրոնանում են հորիզոնական ուղղությամբ, թույլ տալով, որ այն դուրս գա ուղղությունից: Դրա համար դրանք պետք է օգտագործվեն զույգերով: Ավելի ճշգրիտ կենտրոնանալու համար օգտագործվում են ավելի բարդ մագնիսներ, որոնք ունեն մեծ թվով բեւեռներ (6 եւ 8):

Քանի որ մասնիկների էներգիան աճում է, մագնիսական դաշտի ուժը մեծացնում է դրանք: Սա պահպանում է ճառագայթը նույն ճանապարհով: Փունջը ներկայացվում է ռինգում եւ արագացված է անհրաժեշտ էներգիայով, մինչեւ այն հանված է եւ օգտագործվում է փորձերի մեջ: Հեռացումն իրականացվում է էլեկտրամագնիսներով, որոնք միացված են սինխրտրրոն ռինգից հեռացնել մասնիկները:

Բախում

Բժշկության եւ արդյունաբերության մեջ օգտագործվող մասնիկների արագացուցիչները, ընդհանուր առմամբ, ստեղծում են ճառագայթ, որոշակի նպատակների համար, օրինակ `ճառագայթային թերապիայի կամ ion ներթափանցման համար: Սա նշանակում է, որ մասնիկներն օգտագործվում են մեկ անգամ: Տարիներ շարունակ նույնը վերաբերում էր հիմնական հետազոտություններում օգտագործվող արագացուցիչներին: Սակայն 1970-ականներին օղակները մշակվեցին, որոնցում երկու ճառագայթներ շրջանառվում էին հակառակ ուղղություններով եւ բախվում ամբողջ շրջագծին: Նման սարքավորումների հիմնական առավելությունն այն է, որ գլուխների վրա բախման արդյունքում մասնիկների էներգիան անմիջապես անցնում է նրանց միջեւ փոխազդեցության էներգիան: Սա հակասում է այն, ինչ տեղի է ունենում, երբ ճառագայթը բախվում է հանգստի հետ նյութի հետ. Այս դեպքում էներգիայի մեծ մասը գնում է թիրախային նյութը շարժման մեջ, ըստ momentum պահելու սկզբունքի:

Որոշ մեքենաներ բախշման ճառագայթներով կառուցվում են երկու օղակներով, որոնք երկու կամ ավելի տեղերում են, որոնցում նույն տեսակի մասնիկներ են շրջանառվում հակառակ ուղղություններով: Մասնիկներով եւ հակատանկային տարրերով ավելի շատ տարածիչներ են: Անտիպարտիկն ունի մասնիկի հակառակ մեղադրանքը: Օրինակ, պոզիտրոնը դրական լիցքավորված է, իսկ էլեկտրոնը բացասական է: Սա նշանակում է, որ դաշտը, որը արագացնում է էլեկտրոնը, դանդաղեցնում է պոզիտրոնի շարժումը նույն ուղղությամբ: Բայց եթե վերջինս հակառակ ուղղությամբ շարժվի, ապա այն կդանդաղի: Նմանապես, մագնիսական դաշտով շարժվող էլեկտրոնը ձգվում է ձախ, իսկ պոզիտրոնը, դեպի աջ: Բայց եթե պոզիտրոնը շարժվում է հանդիպելու, նրա ճանապարհը կշարունակի շեղվել աջից, բայց էլի էլ նույն կորով: Միասին, սա նշանակում է, որ այդ մասնիկները կարող են շարժվել նույն սագնիտոֆոնների սինխրտրրոն ռինգում եւ արագացնել նույն հակառակ ուղղություններով էլեկտրական դաշտերը: Այս սկզբունքի հիման վրա ստեղծվում են բազմաթիվ հզոր բախիչներ, բախումների բախումների վրա, քանի որ անհրաժեշտ է միայն մեկ արագացուցիչ ռինգ:

Սինխրոտրոնում փնջը անընդհատ չի շարժվում, բայց համակցված է «հյուսվածքի» մեջ: Նրանք կարող են ունենալ մի քանի սանտիմետր երկարություն եւ տրամաչափի մեկ միլիմետր տասներորդ եւ պարունակում են մոտ ^10-12 մասնիկ: Սա փոքր խտություն է, քանի որ նմանատիպ չափերի մի նյութ պարունակում է մոտ 10 ²³ ատոմներ: Հետեւաբար, երբ ճառագայթները բախվում են բյուրեղացման ճառագայթների հետ, միայն մի փոքր հավանականություն կա, որ մասնիկներն իրար հետ շփվեն: Գործնականում հյուսվածքները շարունակում են շարժվել ռինգում եւ նորից հանդիպել: Խիտ վակուումը լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչի (10 ^-11 մմ Hg) անհրաժեշտ է, որպեսզի թույլ տան, որ մասնիկները շրջանառության մեջ լինեն երկար ժամերով `առանց օդային մոլեկուլների բախման: Հետեւաբար, օղակները կոչվում են կուտակային օղակներ, քանի որ ճառագայթները իրականում պահվում են մի քանի ժամվա ընթացքում:

Գրանցման ձեւը

Մեծ մասում լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչները կարող են գրանցել իրադարձություն, թիրախում մասնիկների հարվածի կամ հակառակ ուղղությամբ շարժվող մյուս փաթեթի վրա: Հեռուստատեսության պատկերային խողովակի մեջ, ատրճանակից էլեկտրոնները ցնցվում են ֆոսֆորում `էկրանին ներքին մակերեւույթում եւ արտացոլում են լույսը, ինչը դրանով վերածնում է փոխանցված պատկերը: Արագացուցիչներում այս մասնագիտացված դետեկտորները արձագանքում են ցրված մասնիկներին, սակայն դրանք սովորաբար նախատեսված են էլեկտրական ազդանշանների ստեղծման համար, որոնք կարող են փոխակերպվել համակարգչային տվյալների եւ վերլուծել համակարգչային ծրագրեր: Միայն լիցքավորված տարրերը ստեղծում են նյութով անցնող էլեկտրական ազդանշանները, օրինակ `հուզիչ կամ իոնացնող ատոմների միջոցով եւ կարելի է ուղղակիորեն հայտնաբերել: Չեզոք մասնիկները, ինչպիսիք են նեյտրոնները կամ ֆոտոնները, կարող են անուղղակի կերպով հայտնաբերվել լիցքավորված մասնիկների վարքագծի շնորհիվ, որոնք առաջ են քաշվում:

Կան շատ մասնագիտացված դետեկտորներ: Նրանցից ոմանք, ինչպիսիք են «Գեյջերը», պարզապես հաշվարկում են մասնիկները, իսկ մյուսները, օրինակ, օգտագործելու են հետքերը, չափելու էներգիայի արագություն կամ քանակություն: Ժամանակակից չափիչ դետեկտորները եւ տեխնոլոգիաները տարբերվում են լիցքավորված փոքր սարքերից մինչեւ լիցքավորված մասնիկների կողմից ստեղծված ionized հետքերը հայտնաբերող լարերով լցված մեծ գազաֆիկացված տեսախցիկներից:

Պատմություն

Լիցքավորված Մասնիկների արագացուցիչներ հիմնականում զարգացած ուսումնասիրման համար հատկությունների ատոմային միջուկների եւ տարրական մասնիկների. Քանի որ բացման կապակցությամբ Մեծ Բրիտանիայի ֆիզիկոս Էռնեստ Rutherford 1919 թ.-ին, իսկ արձագանքը ազոտի կորիզ եւ ալֆա մասնիկի, բոլոր հետազոտությունները միջուկային ֆիզիկայի բանագավառում ից 1932 իրականացվել են հելիումի միջուկների, ազատ է հոտել բնական ռադիոակտիվ տարրերի. Բնական ալֆա-մասնիկների կինետիկ էներգիան 8 ՄէՎ, բայց Rutherford հավատում էր, որ նրանք պետք է լինեն արհեստականորեն արագացել է նույնիսկ ավելի բարձր արժեքները մոնիտորինգի հոտել ծանր միջուկների. Միեւնույն ժամանակ, թվում էր դժվար: Սակայն, հաշվարկը կատարվում է 1928 Georgiem Gamovym (համալսարանի Գյոթինգենի, Գերմանիա), ցույց է տվել, որ իոնների կարող է օգտագործվել է շատ ավելի ցածր էներգիաների, եւ սա ունի խթանել կառուցելու փորձերը մի հաստատություն, որը ապահովում է ճառագայթով բավականաչափ միջուկային հետազոտությունների.

Այլ միջոցառումներ են այս ժամանակահատվածում ցույց տվեց այն սկզբունքները, ըստ որի լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչներ, որոնք կառուցված են այս օրը. Առաջին հաջողված փորձեր արհեստականորեն արագացված իոնների են անցկացվել Քոքրոֆթի եւ Walton է 1932 թ. Քեմբրիջի համալսարանում: Ըստ օգտագործելով լարման գործակից, պրոտոնների արագացվում են 710 կէՎ, եւ ցույց տվեց, որ վերջինս արձագանքել է լիթիումի է ձեւավորել երկու ալֆա մասնիկներ. Ըստ 1931 թ.-ին, ժամը Փրինսթոնի համալսարանի Նյու Ջերսի, Ռոբերտ Վան դե Graaff էլեկտրաստատիկ գոտի կառուցել է առաջին բարձր ներուժը գեներատոր. Լարման բազմապատկիչ Cockcroft-Walton գեներատորներ եւ Վան դե Graaff գեներատոր դեռ օգտագործվում է որպես էներգիայի աղբյուրների համար արագացուցիչների:

Սկզբունքը գծային հնչող արագացուցչի էր ցույց Rolf Widerøe է 1928 Rhine-Վեստֆալյան տեխնիկական համալսարանի Աախեն, Գերմանիայում, նա օգտագործվում է բարձր AC լարման արագացնել նատրիումի եւ կալիումի իոնների էներգիաների գերազանցող երկու անգամ է ասել նրանց. 1931 թ Միացյալ Նահանգների Էռնեստ Lourens եւ նրա օգնական Դավիթ Sloan համալսարանի Կալիֆորնիայի Բերկլի օգտագործվում է բարձր հաճախականության դաշտերը արագացնել սնդիկի իոններ էներգիաների ավելի քան 1.2 ՄէՎ: Այս աշխատանքը, որը լրացվում է արագացուցչով ծանր լիցքավորված մասնիկների Wideröe, բայց իոնային ճառագայթները չեն օգտակար միջուկային հետազոտությունների.

Մագնիսական ռեզոնանսային արագացուցչի կամ Բելգիական ցիկլոտրոնը, բեղմնավորված որպես ձեւափոխման, Lawrence Wideröe տեղադրումը. Ուսանող, Lawrence, Livingston ցույց տվեց սկզբունքը ցիկլոտրոնի է 1931 թ.-ին, դարձնելով իոնների հետ էներգիայով 80 կէՎ: 1932 թ.-ին, Lawrence եւ Լիվինգսթոն հայտարարեց արագացմանը պրոտոնների մինչեւ ավելի քան 1 ՄէՎ: Ավելի ուշ, 1930-ականներին, էներգետիկ ցիկլոտրոնների հասել մասին 25 ՄէՎ, եւ Վան դե Graaff - մոտ 4 ՄէՎ: 1940 թ.-ին, Դոնալդ Kerst, կիրառելով արդյունքները ճշգրիտ հաշվարկների վրա ուղեծիր է մագնիս կառույցի, որը կառուցվել է համալսարանի Illinois, որ առաջին betatron, մագնիսական զորակոչի էլեկտրոն արագացուցչի.

Ժամանակակից ֆիզիկայի: Մասնիկների արագացուցիչներ

Երկրորդ համաշխարհային պատերազմից հետո կար արագ առաջընթաց է գիտության արագացնել մասնիկները բարձր էներգիաների: Այն սկսվեց Էդվին Մակմիլան Բերքլիի եւ Վլադիմիր Veksler է Մոսկվայում: 1945 թ.-ին, նրանք երկուսն էլ իրարից անկախ նկարագրել սկզբունքը փուլային կայունության. Այս հայեցակարգը առաջարկում է միջոցներ պահպանել կայուն ուղեծրերը մասնիկների մի շրջանաձեւ արագացուցչի որը հեռացվել սահմանափակումներ է պրոտոնային էներգիայի եւ օգնել է ստեղծել մագնիսական ռեզոնանսային արագացուցիչներ (synchrotrons) համար էլեկտրոնների: Autophasing, որ սկզբունքի կենսագործումը փուլային կայունության, հաստատվել էր շինարարության ավարտից հետո մի փոքր synchrocyclotron համալսարանի Կալիֆորնիայի եւ Սինխրոտրոնի Անգլիայում: Դրանից կարճ ժամանակ անց, առաջին պրոտոնային գծային հնչող արագացուցչի ստեղծվել. Այս սկզբունքը, որն օգտագործվում է բոլոր խոշոր պրոտոնների synchrotrons կառուցված վեր.

1947 թ.-ին, Վիլյամ Hansen, Ստենֆորդի համալսարանում Կալիֆորնիայում, որը կառուցվել է առաջին էլեկտրոնաճառագայթային գծային արագացուցիչ շրջագայական ալիքի, որոնք օգտագործվում միկրոալիքային տեխնոլոգիա, որը մշակվել է ռադարի ժամանակ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի.

Առաջընթաց է ուսումնասիրության արվել հնարավոր ավելացման պրոտոնային էներգիան, որը հանգեցրել է շինարարության երբեւէ ավելի մեծ արագացուցիչների: Այս միտումը պետք է բարձր արտադրություն ծախսերի հսկայական մագնիս օղակաձեւ դադարեցվել է: Ամենամեծ կշռում է շուրջ 40,000 տոննա: Մեթոդներ բարձրացնելու էներգիան առանց մեքենա չափը աճի ցուցադրվել են մոտ 1952 godu Լիվինգսթոն, Courant եւ SNYDER մի տեխնիկայի ընդմիջվող կենտրոնանալով (երբեմն կոչվում է ուժեղ կենտրոնանալով): Synchrotrons աշխատում է այս սկզբունքով, օգտագործել մագնիտներ 100 անգամ ավելի փոքր է, քան նախկինում: Այդպիսի կենտրոնանալով օգտագործվում է բոլոր ժամանակակից synchrotrons:

1956 թ.-ին Kerst հասկացա, որ եթե երկու Կոմպլեկտներ մասնիկների են պահվել intersecting ուղեծրերում, դուք կարող եք դիտել նրանց բախվում. Սույն գաղափարի պահանջվում է կուտակում արագացել beams փուլերի, որը կոչվում է կուտակային: Այս տեխնոլոգիան հասել է առավելագույն էներգիան փոխգործակցության մասնիկների.