|
Меню сайта
Статистика
|
УскорителиУскорителиВсе разнообразие новых необычных элементарных частиц можно получить при столкновениях самых обыкновенных внутриатомных частиц, если только они разогнаны предварительно до высокой энергии. Такой разгон достигается в особых установках — ускорителях. Современный ускоритель — громадное и сложное сооружение, одно из подлинных чудес техники. Заряженные частицы получают в нем энергию от радиоволн или переменных токов высокой частоты и большой мощности. Чтобы частица при этом не сбилась с пути, ее надо ограничить определенным направлением, как поезд рельсами. Для этого используют сильный магнит. Он создает в пространстве магнитное поле, которое и выполняет роль рельсов, направляющих ускоряемые частицы по определенному пути. Магнитное поле удобно представлять себе состоящим из силовых линий, которые, подобно нитям, натянуты между полюсами магнита. Когда заряженная частица пролетает через магнитное поле, оно не разгоняет и не замедляет ее, но непрерывно изгибает ее путь. Если никакие другие силы не действуют, частица огибает силовые линии магнитного поля по окружности. Переменным электрическим напряжением высокой частоты можно «подталкивать» частицу в такт с ее вращением. Тогда переменное электрическое поле будет передавать свою энергию частице и ее движение будет ускоряться. На этом принципе построен круговой циклический ускоритель — циклотрон (рис. 6). Энергия движущейся частицы зависит от ее массы и скорости. Пока скорость мала в сравнении со скоростью света, масса частицы постоянна и энергия, передаваемая частице, расходуется на увеличение скорости, а масса почти не меняется. Частицы, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, называются релятивистскими, т. е. «относительностными». Такое название означает, что их движение происходит по законам, выведенным теорией относительности. Передачу энергии релятивистским частицам условно называют «ускорением частиц», хотя в действительности при этом скорость почти не возрастает, а растет масса частицы. В магнитном поле релятивистская частица вращается по кругу ускорителя не в такт (или, как говорят, не в фазе) с ускоряющим переменным электрическим полем, так как масса частицы увеличивается. Представим себе, что на танцплощадке во время вальса танцующих кормят, да так основательно, что они тут же «поправляются», т. е. прибавляют в весе. На такой площадке трудно было бы кружиться в такт мелодии, музыкантам пришлось бы замедлять темп по мере того, как танцующие толстеют. Такие же меры принимают и в ускорителе. Если частицам нужно придать очень большую энергию, приходится во время ускорения непрерывно менять частоту радиоволны (такой ускоритель называется фазотроном), или силу магнитного поля (синхротрон), или же и то и другое (синхрофазотрон) (рис. 7). Такие ускорители дают возможность сообщать заряженным частицам энергию достаточно высокую, чтобы получить новые элементарные частицы. КАК И ИЗ ЧЕГО ВЕЩЕСТВО ПОСТРОЕНО
|
ПОИСК
Block title
|
