55. Экспериментальные методы ядерной физики. Ускорители заряженных частиц.

Счётчик Ге́йгера, счётчик Ге́йгера—Мю́ллера — газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в негоионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа. Ка́мераВи́льсона (она же туманная камера) — один из первых в истории приборов для регистрации следов (треков) заряженных частиц.

Принцип действия камеры использует явлениеконденсации перенасыщенного пара: при появлении в среде перенасыщенного пара каких-либо центров конденсации (в частности, ионов, сопровождающих след быстрой заряженной частицы) на них образуются мелкие капли жидкости. Эти капли достигают значительных размеров и могут быть сфотографированы. Источник исследуемых частиц может располагаться либо внутри камеры, либо вне ее (в этом случае частицы залетают через прозрачное для них окно). Ускори́тельзаря́женныхчасти́ц — класс устройств для получения заряженных частиц (элементарных частиц, ионов) высоких энергий. Современные ускорители, подчас, являются огромными дорогостоящими комплексами, которые не может позволить себе даже крупное государство. К примеру, Большой адронныйколлайдер представляет собой кольцо длиной почти 27 километров.В основе работы ускорителя заложено взаимодействие заряженных частиц с электрическим и магнитным полями. Линейные ускорители:

Высоковольтный ускоритель заряженных частиц(ускоритель прямого действия) — класс устройств для получения заряженных частиц (элементарных частиц,электронов) высоких энергий. В основе работы высоковольтного ускорителя заложено взаимодействие заряженных частиц с электрическим полем. Электрическое поле способно напрямую совершать работу над частицей, то есть увеличивать её энергию.

Линейный индукционный ускоритель

Ускорение в таком типе машин происходит вихревым электрическим полем, которое создают ферромагнитные кольца с обмотками, установленные вдоль оси пучка.

Линейный резонансный ускоритель

Также часто называется линак. Ускорение происходит электрическим полем высокочастотных резонаторов. Линейные ускорители чаще всего используются для первичного ускорения частиц, полученных с электронной пушки или источника ионов.

Циклические ускорители: Бетатро́н — циклический ускоритель электронов с постоянной равновесной орбитой, ускорение в котором происходит с помощью вихревого электрического поля.Циклотрон — резонансный циклический ускоритель нерелятивистских тяжёлых заряженных частиц (протонов, ионов), в котором частицы двигаются в постоянном и однородном магнитном поле, а для их ускорения используется высокочастотноеэлектрическое поле неизменной частоты. Микротрон (Ускоритель с переменной кратностью) — тип резонансных циклических ускорителей электронов. В микротроне ведущее магнитное поле и частота ускоряющего поля постоянны (как в циклотроне), однако период обращения сгустка на каждом обороте изменяется, так чтобы каждый раз частицы приходили в ускоряющий зазор в правильной фазе высокочастотного электрического поля.Синхрофазотрон — резонансный циклический ускоритель с неизменной в процессе ускорения длиной равновесной орбиты.Ускорители по назначению: Колла́йдер — ускоритель на встречных пучках, предназначенный для изучения продуктов их соударений. Благодаря коллайдерам учёным удаётся придать элементарным частицам вещества высокуюкинетическую энергию, направить их навстречу друг другу, чтобы произвести их столкновение. Лазер на свободных электронах — вид лазера, излучение в котором генерируется моноэнергетическим пучком электронов, распространяющимся в ондуляторе — периодической системе отклоняющих (электрических или магнитных) полей. Электроны, совершая периодические колебания, излучают фотоны, энергиякоторых зависит от энергии электронов и параметров ондулятора.