sincrociclotrone

sincrociclotrone Macchina acceleratrice di particelle cariche pesanti (protoni, deutoni, particelle α), detta anche ciclosincrotrone, costruttivamente simile al ciclotrone (➔), ma che permette di accelerare le particelle oltre il limite di energia da quello ottenibile, sino a qualche centinaio di MeV; il suo principio di funzionamento fu enunciato nel 1945 da E.M. McMillan e V. Veksler, gli stessi che idearono poco dopo il sincrotrone (➔). Come nel ciclotrone, il campo magnetico è costante, e il campo elettrico è periodico, però con frequenza variabile; ogni particella descrive una traiettoria a spirale: se la massa m della particella rimanesse costante, anche il suo periodo di rivoluzione τ=2πm/qB (con q carica elettrica della particella e B induzione del campo magnetico) resterebbe costante ed è precisamente quanto si verifica finché la velocità della particella è abbastanza lontana dalla velocità della luce. Quando si raggiungono velocità non trascurabili rispetto a quella della luce, si comincia ad avere un sensibile aumento della massa e conseguentemente un aumento del periodo τ: ne risulta uno sfasamento tra il moto di rivoluzione della particella e le oscillazioni del campo elettrico acceleratore. Si ovvia a questo inconveniente con un dispositivo regolatore inserito nell’oscillatore, che fa decrescere la frequenza f della tensione acceleratrice in sincronia con l’aumento di massa della particella, cosicché man mano che τ cresce, f decresce e non si manifesta lo sfasamento suddetto. Il flusso di particelle accelerate non può essere continuo nel tempo, come nel ciclotrone, in quanto un gruppo di esse deve essere accompagnato sincronicamente dalla sorgente all’uscita della macchina, dalla quale poi è estratto, come nel ciclotrone, dal campo elettrico di un elettrodo deflettore; a questo punto la frequenza della tensione acceleratrice torna al valore iniziale e si inizia l’accelerazione di un altro gruppo di particelle. La durata tipica del processo è 1/50 di secondo: si hanno pertanto 50 gruppi di particelle accelerate ogni secondo.