Sinchrotronas

Sinchrotronas – žiedinis dalelių greitintuvas, kuriame magnetinis laukas (reikalingas pasukti daleles, turinčias krūvį) ir elektrinis laukas (reikalingas greitinti daleles) tiksliai sinchronizuojamas su jame keliaujančiu dalelių pluoštu. Sinchrotroną po Antrojo pasaulinio karo išrado JAV fizikas Luis Walter Alvarez.

Sinchrotronuose greitinamos įvairios dalelės bei Rentgeno spinduliai.

Savybės

SOLEIL (Prancūzija) sinchrotrono sandara.

Kitaip nei ciklotrone, kuriame naudojamas pastovus magnetinis ir pastovaus dažnio elektrinis laukai (o sinchrociklotrone elektrinis laukas kintamas), sinchrotrone abu jie yra kintami. Tinkamai didinant šiuos parametrus, dalelės, įgydamos didesnes energijas, išlieka toje pačioje skriejimo trajektorijoje. Tai leidžia vakuuminę aplinką, kurioje greitinamos dalelės, daryti toro formos.

Sinchrotronuose naudojami siauri vamzdžiai, kurie gali būti apsupti gana mažais, bet stipriai fokusuojančiais magnetais (palyginimui, ciklotronai sudaryti iš dviejų pusės disko formos magnetų, o dalelės greitinamos tik jų plote). Šiuose įrenginiuose dalelių greitinimą riboja tai, jog dalelės apskritai turi turėti krūvį, o greitinamos dalelės spinduliuoja fotonus, taip prarasdamos energiją. Galingesni greitintuvai statomi naudojant didelio spindulio trajektorijas ir naudojant galingesnius mikrobangų rezonatorius, kuriuose dalelės greitinamos tarp jo kraštų.

Lengvos dalelės, pvz., elektronai ar pozitronai, greitinamos praranda labai didelį energijos kiekį, todėl sinchrotronuose būtent ši priežastis riboja maksimalią įgyjamą energiją. Tuo tarpu sunkioms dalelėms, pvz., protonams ar jonams, ši priežastis neturi didelės įtakos. Šiuo atveju maksimalią gyjamą energiją riboja magnetu stiprumas ir tokių greitintuvų kaina.

Sinchrotronų sąrašas

Kai kurie įvairių šalių sinchrotronai:

Sinchrotronas	Šalis ir vieta	Galia (GeV)	Ilgis (m)	Paleistas	Uždarytas
ISIS	JK, Rezerfordo Epletono laboratorija	0.8	163	1985
Australijos sinchrotronas	Australija, Melburnas	3	216	2006
LNLS	Brazilija, Kampinasas, Brazil	1,37		1997
Bevatron	JAV, Lorenco Berklio nacionalinė laboratorija, USA	6	114	1954	1993
Advanced Light Source	JAV, Lorenso Berklio nacionalinė laboratorija	1,9	196,8	1993
Cosmotron	JAV, Brookhaven National Laboratory	3	72	1953	1968
Nimrod	JK, Rezerfordo Epletono laboratorija	7		1957	1978
Alternating Gradient Synchrotron (AGS)	JAVBrookhaven National Laboratory	33	800	1960
Stanford Synchrotron Radiation Laboratory	JAV, Stanfordo tiesinių greitintuvų centras	3	234	1973
SOLEIL	Prancūzija, Paryžius	3	354	2006
Protonų sinchrotronas	Šveicarija, CERN	28	628,3	1959
Tevatron	JAV, Fermio nacionalinė greitintuvų laboratorija (Fermilab)	1 000	6 300	1983
Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas (LHC)	Šveicarija, CERN	7 000	26 659	2008
BESSY II	Vokietija, Berlynas	1,7	240	1998
European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)	Prancūzija, Grenoblis	6	844	1988
MAX-I	Švedija, MAX-lab	0,55	30	1986
MAX-II	Švedija, MAX-lab	1,5	90	1997
MAX-III	Švedija, MAX-lab	0,7	36	2008
ELETTRA	Italija, Triestas	2-2.4	260	1993
Diamond Light Source	Anglija, Oksfordšyras	3	561,6	2002
DORIS III	Vokietija, DESY	4,5	289	1980
PETRA II	Vokietija, DESY	12	2,304	1995	2009
Canadian Light Source	Kanada, Saskačevano universitetas	2,9	171	2002
SPring-8	Japonija, RIKEN	8	1436	1997
Taiwan Photon Source	Taivanas, Hsinchu Science Park	3,3	518,4	2008
Siam Photon Source	Tailandas, Suranaree University of Technology	1,2	43,19	2008

• Pastaba. Priešpriešinių srautų greitintuvų (angl. collider) atveju energija yra didesnė, negu čia parodyta. Lentelėje aukščiau pateikiama tik vieno pluošto energija. Tuo tarpu priešpriešinių srautų greitintuvuose susidūrus priešprieša skriejančiams pluoštams, energija dvigubėja.