در این تاپیک قرار است در مورد شتابدهنده ها و به خصوص LHCو آشکارسازها ی آن صحبت کنیم و نحوه ی عملکرد آنها و کار آنها را بررسی کنیم برای شروع کار به بررسی انواع شتابدهنده ها میپردازیم تا یک پیش زمینه ایجاد شود.....
نمایش نسخه قابل چاپ
در این تاپیک قرار است در مورد شتابدهنده ها و به خصوص LHCو آشکارسازها ی آن صحبت کنیم و نحوه ی عملکرد آنها و کار آنها را بررسی کنیم برای شروع کار به بررسی انواع شتابدهنده ها میپردازیم تا یک پیش زمینه ایجاد شود.....
شتابدهنده ها معمولابه دو دسته ی خطی linace,و چرخه ای تقسیم میشود
و خود شتابدهنده های چرخه ای هم انواع گوناگونی دارند مانند سیکلوترون
سنکروترون
سنکروسیکلوترون
و.....
ویا از نظر طیف انرِژی
شتابدهنده ها از نظر انرژی به شتابدهنده ی انرژی پایین-متوسط –بالا تقسیم میشوند که به طبع کاربرد خاص خود را دارند.
شتابدهنده ی انرژی پایین برای ایجاد باریکه در گستره ی 10-100Mevبه کار میروند
انرژی متوسط در گستره ی 100-1000MeVو برای برخورد نوکلئونها با هسته ها استفاده میشود و این وسط مزون پی ایجاد میشود و برای مطالعه ی نقش مزون ها در نیروی هسته ای به کار میروند
انرژی بالا هم که مربوط به انرژی های بالای 1000MeVمیشود که به تولید ذرات مختلف و مطالعه ی آنها میپردازد.
سعی میکنم در پست های کوتاه پیش بریم تا حوصله مون سر نره
لطفا از ساختار ، طرز كار شتابدهنده ها، والبته تاريخچه آن هم مطلبي را بيان كنيد .
من توی دوره ای که برای کیهان شناسی گذروندم راجع به شتابدهنده ی سینکو سیکلوترون چیزه خاصی نشنیدم اگه میشه راجع به این شتاب دهنده توضیح بدین
اولین شتابدهنده ای میخوام معرفی کنم شتابدهنده های خطی هستند .
این شتابدهنده از لوله یا الکترود هایی تشکیل شده که به صورت متوالی کنار هم قرار گرفته اند.این لوله ها تو خالی هستند و طوری تعبیه شده اند که میدان درون آن صفر هست تا ذره منحرف نشود.
اما نحوه ی عملکرد ان همانگونه که در شکل میبینید هنگامی که ذره مثبت وارد یک لوله میشود بر فرض لوله در پایانه ی منفی است و قتی از لوله بیرون میاد لوله علامتش عوض میشود و لوله بعدی حالا منفی است و این عامل باعث شتاب ذره میشود خود را به لوله ی بعدی میرساندو مابین دو لوله ذره شتاب میگیره بنابراین همون طور که متوجه شدید یکی از عوامل شتاب دادن این شکاف بین لوله هاست
http://upload.wikimedia.org/wikipedi...nac_de.svg.png
اگر توجه بفرمایید میبیند که طول لوله ها یکی پس از دیگری زیاد میشودچرا؟؟؟؟؟
ما ولتاژمتناوب داریم و فرکانس این ولتازژ ثابت است یعنی همون جریان سینوسی که میشناسیم !!بنایراین این ذره ی ما در هر نیم موج از یک لوله عبور میکند پس زمان ثابت هست حالا با چی شتاب دادن رو تسریع کنیم؟؟
اگر فرمولv=x/tرا در نظر بگیریم با توجه به اینکه tثابت است بنابراین برای بالا رفتن سرعت باید طول را افزایش دهیم
بنابراین عامل مهم دیگر در شتاب دادن طول شتابدهنده میباشد.
کسی میدونه آخرین ماموریتش چی بوده ؟
گروه دیگری از شتابدهنده ها شتابدهنده های چرخه ای هستند.در این ماشینها ذرات به و سیله ی میدان مغناطیسی حرکت قوسی یا دایره ای دارند.ساختار این ماشین ها تقریبا مثل هم هستنذ البته با چند تفاوت که بعدا میگم .این شتابدهنده ازدو نصف استوانه موسوم به دی ها تشکیل شده اند.از بالا اگر نگاه کنیم شبیه دی هستندو محصور بین دو آهنربای بزرگ..ذرات باردار به ناحیه ی مرکزی بین این دو دی تزریق میشوند اگر یون خود رامثبت فرض کنیم وقتی دی سمت راست منفی است یون سمت آن شتاب میگیرن وقتی که وارد دی شدند تحت میدان نیستند تا اینکه بیرون بیایند حالا دی سمت چپ منفی است و به سمت آن شتاب میگیرن.در این حین ذرات انرژی بیشتری و سرعت بیشتری را کسب میکنندو به نیم دایره ی بزرگتر میروند. تا اینکه به شتاب دلخواه برسند و از این دی ها بیرون بیایند در این حالت وقتی به آخر راه رسیدن به وسیله ی یک میدان الکتریکی منحرف میشوندو به سمت هدف میروند.در این سیستم انرژی نهایی به شعاع دی ها و میدان بستگی داره.البته رابطه زیاد هست ولی شاید از حوصله خارج باشه.
در ضمن سیکلوترون توسط لارنس ولیوینگستون اختراع شد.
http://www.websters-dictionary-onlin...ron_patent.png
برای اینکه این شتابدهنده را بهتر بشناسیم بیاییم فرض کنیم ذره ی ما بخواهد خیلی شتاب بگیرد یکی از اتفاقاتی در این حین رخ میده این هست که هر چه سرعت بالا بره ذره ی ما بیشتر احساس سنگینی میکند بنابراین وقتی میخواهد شتاب بگیره چون سنگین شده افت سرعت پیدا میکنه و در واقع بسامدش میاید پایینو از بسامد سیستم جا میمونه و سر موقع به شکاف نمیرسه تا شتاب مناسب برسد . سیکلوترون فقط در صورتی کارآیی مفیدی داره که انرژی جنبشی ذره در مقایسه با جرم سکون کم باشه و نسبیتی نشه ولی وقتی سرعت بالا رفت از سنکروسیکلوترون استفاده میکنیم حالا این مشکل چه طوری حل میشه؟
در این سیستم ذرات تحت میدان مغناطیسی ثابتی هستند ولی وقتی شعاع مسیر حرکتش زیاد میشود بسامد سیستم کاهش میابد ور واقع شتابدهنده خودش را با ذرات وفق میدهد بنابراین میتوانیم ذرات را تا میزان بالاتری شتاب دهیم
در این شتابدهنده پدیده ای به نام کانونی کردن فاز رخ میدهد حالا این پدیده یعنی چی؟؟
برای اینکه ذره بتواند در این بسامد متغیر شتاب بگیرد باید وقتی به شکاف برسد که فاز با مناسب باشد یعنی برای شتاب دادن ذره مفید باشد.
http://www.britannica.com/bps/media-view/151689/0/0/0