同步加速器

✍ dations ◷ 2025-08-08 14:08:55 #同步加速器

同步加速器（英语：Synchrotron）是一种环形的粒子加速器，使用磁场（让带电粒子在运行中可以改变方向）及电场（加速带电粒子）与运行中的带电粒子束同步化操作。本是由阿尔瓦雷茨发展用以研究高能粒子之装置。粒子回旋加速器使用均匀的磁场及固定频率变化的电场加速带电粒子，如果改变其中一项则为同步粒子回旋加速器，两者都改变则为同步加速器。粒子在粒子回旋加速器中，从中心以螺旋轨道运行到腔壁时，粒子回旋加速器的最大半径限制了粒子最后所获得的全部能量。另一方面若以增加磁场强度的方式来提高加速能量，也有其极限。所以有同步加速器的出现。同步加速器中的粒子束具有固定轨道，借着改变参数使带电粒子获得能量，在真空的环境（储存环）中不断的运行。同步加速器中的储存环包含了直线段与弯曲的部分，前后相连在一起。因此在结构上和粒子回旋加速器有很大的不同。而储存环中弯曲的部分会有许多磁铁设施使粒子束改变运行方向；直线段的部分则设置高频共振腔使用高能量的微波提供粒子加速所需的电场。最强大的现代化的粒子加速器使用的同步加速器设计版本。最大的同步型加速器大型强子对撞机（LHC）位于瑞士日内瓦附近，由欧洲核子研究组织（CERN）建造。同步加速器可以克服粒子回旋加速器所遇到的问题，可以使用一个较小的管子来传送粒子束，管子旁可装设许多聚焦用的磁铁或其他设施。埃德温·麦克米兰在1945年建成了第一个电子同步加速器，尽管弗拉基米尔Veksler（英语：Vladimir Veksler）已经于1944年（麦克米兰并不知道）在苏联杂志发表原理。第一个质子同步加速器由马克·欧力峰（英语：Mark Oliphant）爵士设计和建造于1952年。

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