|
A legnagyobb lineáris gyorsító a [[SLAC|Stanford Linear Accelerator]] (Stanfordi Lineáris Gyorsító, SLAC), mely 2 mérföld (3,2 kilométer) hosszú. Tervben van egy még nagyobb nemzetközi gyorsító, a nemzetközi lineáris gyorsító ([[International Linear Collider]], ILC) építése.
==Körkörös gyorsítók==
A körkörös gyorsítókban a részecske egy kör, vagy változó sugarú körívek mentén mozog, amíg el nem éri a szükséges energiát. A részecske pályáját egy dipól mágnessel hajlítják kör alakúra, amúgy a gyorsítás mechanizmusa a lineáris gyorsítókhoz hasonló. A körkörös gyorsítóknak az az előnye a lineárisokkal szemben, hogy egy-egy része többször gyorsít a részecskén, ahányszor csak áthalad ott. Figyelembe kell venni, hogy egyszerre több részecskét gyorsítunk, amelyek nem egy pontban térrészben helyezkednek el, erről, és további fontos alapról a [[töltés mozgása mágneses térben]] szócikkben írunk.
Van viszont egy hátrányuk is a körkörös gyorsítóknak: [[szinkrotronsugárzás]]t bocsájtanak ki a gyorsított részecskék. A töltött részecskék [[gyorsulás]]akor ugyanis mindig keletkezik [[elektromágneses sugárzás]]. Körmozgás esetén pedig mindig van gyorsulás, melynek egyik összetevője (a [[centripetális gyorsulás]]) a kör középpontja felé mutat. Emiatt folyton sugároz a körpályán mozgó részecske. Ezt az energiát pótolni kell, emiatt a lineáris gyorsítók mindig hatékonyabbak a körkörös gyorsítóknál. Némely gyorsítót kimondottan azzal a szándékkal építenek, hogy ilyen sugárzást keltsen [[röntgensugárzás]] formájában. Ez a sugárzás például [[protein]]ek röntgen-[[spektroszkópia|spektroszkópiájára]] használható.
Nagyobb szinkrotronsugárzást bocsájtanak ki az azonos energiájú könnyebb részecskék, hiszen a sebességük, és így a gyorsulásuk is nagyobb. Emiatt szinkrotron sugárzás keltésére [[elektron]]okat gyorsítanak. A nagyobb energiák elérésére a fizikusok viszont inkább nehezebb részecskéket használnak: [[proton]]okat, [[atommag]]okat. Ennek viszont az a hátránya, hogy ezek a részecskék összetettek (a protonok [[kvark]]okból és [[gluon]]okból állnak), emiatt az eredmény elemzése sokkal nehezebb.
[[Kép:Ciklotron.PNG|thumb|250px||A ciklotron felépítése]]
A legelső körkörös gyorsítók [[ciklotron]]ok voltak, melyet [[1929]]-ben [[Ernest O. Lawrence]] fejlesztett ki. A ciklotronban két D alakú üreg található, mely a részecskéket gyorsítja, és egy dipól mágnes, mely a részecskék pályáját meggörbíti. A részecskéket a középpontba lövik be, és spirális pályán halad kifelé.
A ciklotron azt használja ki, hogy adott mágneses térben egy részecske bármekkora sebesség esetén azonos idő alatt megy körbe ([[töltés mozgása mágneses térben]]). Ez egészen addig igaz, míg a sebesség meg nem közelíti a [[fénysebesség]]et. Ekkor a tömege elkezd növekedni (lásd [[speciális relativitáselmélet]]), és a keringés periódusideje megnő. Emiatt nem lehet protonokat 20 millió [[elektronvolt]]nál (20 MeV) nagyobb energiára gyorsítani ciklotronnal. Van rá mód, hogy kompenzáljuk a tömegnövekedést bizonyos mértékig, erre szolgálnak a szinkrociklotronok és az izokrón ciklotronok. De ezek sem alkalmasak 1000 MeV-nél nagyobb energiájú gyorsításokra.
A [[mikrotron]] teljesen kiküszüböli a relativisztikus tömegnövekedésből adódó problémákat, sőt kimondottan a tömegnövekedést használja fel. A mikrotron elektront gyorsít úgy, hogy minden periódusban elektrontömegnek megfelelő energiát ad neki, ezáltal az keringési idők az eredeti többszörösei lesznek, mindig akkor ér a gyorsítási pontba az elektroncsomag, amikor ott éppen megfelelő irányú feszültség van.
Nagyobb energiákra - több milliárd [[elektronvolt]]ra (több GeV) [[szinkrotron]]nal gyorsíthatjuk fel a részecskéket. Ez egy olyan gyorsító, melyben a részecske egy körbehajlított vákuumcsőben, állandó sugarú pályán utazik. A szinkrotronoknál is megkülönböztetünk két típust a fókuszálás módja szerint: a gyengén fókuszálóban maga a körpályán tartó mágneses tér sugárirányú változása gondoskodik a részecskék fókuszálásáról ([[mágneses térindex]]), az erősen fókuszáló szinkrotronokban erről külön négy- (esetleg hat-?) pólusú mágnesek gondoskodnak. Az erős fókuszálású szinkrotronokban rengeteg mágnes található, hogy fókuszálják a részecskenyalábot és meggörbítsék a pályáját, valamint mikrohullámú [[üregrezonátor]]ok, hogy gyorsítsák a részecskét, megnöveljék energiáját. A gyengén fókuszáló szinkrotronok esetén különöző az elektron-szinkrotronok és proton-szinkrotronok felépítése a két részecske tömegkülönbsége miatt.
===Pár konkrét ciklikus gyorsító adatai===
Lawrence első ciklotrona nagyjából 10 centiméter átmérőjű volt, a legnagyobbak nagyjából 2 méter átmérőjűek, többszáz tonnás mágnessel. A [[Fermilab]] gyorsítója 4 mérföld (6,4 kilométer) kerületű. Az eddigi legnagyobb pedig [[LEP]] a [[CERN]]-ben 8,5 kilométer átmérőjű, 27 km kerületű, amely elekton-[[pozitron]] ütköztetőgyűrű volt. Ennek az [[alagút]]ját újrahasználják a nagy hadronütköztető gyűrű ([[Large Hadron Collider|LHC]]) építésére, mely 2007-ben lép működésbe.
[[Texas]]ban tervezték felépíteni a ''szupravezető szupercsűrlőt'' (SSC), melynek 87 km lett volna a kerülete. Elkezdték építeni, de leállították jóval az elkészülte előtt, mivel a tervezettnél sokkal több pénzbe került volna. A nagy körkörös gyorsítókat néhány méter átmérőjű földalatti üregekbe építik, így nem zavarja meg a felszíni életet, és a vastag földréteg megvéd minket az erős szinkrotronsugárzástól is.
==Fontosabb gyorsítási elvek==
|
