Akcelerator

Urządzenie służące do przyspieszania cząstek naładowanych, takich jak np. elektrony, protony lub jony. Przyspieszone cząstki mogą zderzać się z innymi cząstkami, spoczywającymi lub poruszającymi się. Analiza procesów zachodzących w trakcie zderzenia pozwala na wyciąganie wniosków o własnościach i budowie jąder atomowych lub cząstek elementarnych (rozpraszanie cząstek), przy czym im większa jest energia zderzenia, tym głębiej można zaglądnąć w strukturę materii. A. wykorzystywane są również do produkcji izotopów promieniotwórczych oraz w terapii nowotworowej. Istnieją różne rodzaje a., które klasyfikuje się ze względu na zastosowane rozwiązania konstrukcyjne i wykorzystane zjawiska fizyczne oraz rodzaj przyspieszanych cząstek. Początkowo (około 1929) przyspieszano cząstki, działając stałym wysokim napięciem, a torem cząstek była linia prosta (a. liniowy, czyli liniak). Wysokie napięcie (rzędu setek kV lub MV) uzyskiwano z generatora kaskadowego (a. Cockcrofta-Waltona) lub później z elektrostatycznego generatora van de Graaffa (a. elektrostatyczny van de Graaffa, a także tandem). Bardzo szybko (w 1931) pojawiła się koncepcja a. cyklicznego (Lawrence), w którym przyspieszane cząstki poruszają się po torach kołowych lub spiralnych dzięki polu magnetycznemu i przyspieszane są cyklicznie (rezonans cyklotronowy). A. cyklicznymi są cyklotrony, betatrony, milcrotrony, synchrocyklotrony, synchrotrony (elektronowe lub protonowe) oraz a. wiązek przeciwbieżnych (zderzacze). W przypadku zderzacza badane są oddziaływania zachodzące pomiędzy dwoma zderzającymi się, przeciwnie skierowanymi, strumieniami przyspieszonych cząstek poruszających się wzdłuż jednej prostej. Rozwiązanie to zwiększa maksymalnie energię dostępną w zderzeniu. Energie osiągane w takich a. są rzędu kilku TeV (1012 eV).