Uskoriteli_zaryazhennyh_chastic_Puteshestvie_v_mir_vysokih_energij

1.

Ускорители заряженных
частиц
Выполнил
студент 1 курса,
группы БАС9-16
Пранцев
Юрий
Сергеевич

2.

Что такое ускоритель заряженных частиц?
1
2
3
Назначение
Устройства для разгона элементарных частиц и ионов до высоких энергий
Применение
Фундаментальная физика, медицина, промышленность и наука.
Пример
Большой адронный коллайдер (БАК): кольцо длиной 27 км, энергия столкновений 13 ТэВ.

3.

Большой адронный коллайдер (БАК) в ЦЕРН
Масштабный проект, объединяющий тысячи ученых из более чем 100 стран для разгадки тайн Вселенной.

4.

История и типы ускорителей
Ранние разработки
Линейные ускорители
Циклические ускорители
Генератор Ван де Граафа (1950-е), каскадные и
Частицы движутся по прямой, ускоряясь один раз.
Циклотроны, синхротроны. Частицы многократно проходят
трансформаторные ускорители.
ускоряющие участки по кругу или спирали.

5.

Циклотрон: Первый циклический ускоритель
Изобретатель
Принцип работы
Эрнест Лоуренс, 1930-е
Частицы движутся по
годы.
спирали в постоянном
магнитном поле, ускоряясь
высокочастотным
электрическим полем.
Ограничение
Не может разгонять частицы до релятивистских энергий из-за
изменения частоты обращения.

6.

Современные технологии и вызовы
1
Резонаторы
2
Вакуум
Сверхвысокочастотные резонаторы и
Вакуумные камеры для предотвращения
сверхпроводящие магниты для повышения
столкновений с молекулами газа.
эффективности.
3
Управление
4
Преодоление
Сложные системы управления и диагностики пучков
Изохронные и синхроциклотроны для преодоления
частиц.
ограничений классического циклотрона.

7.

Применение ускорителей в науке и технике
1
Наука
Ускорители исследуют элементарные частицы и атомные ядра, раскрывая тайны возникновения Вселенной.
2
Промышленность
Используются для стерилизации, производства изотопов и ионной имплантации в медицине, пищевой и полупроводниковой промышленности.
3
Синхротронное излучение
Применяется как мощный источник рентгеновского излучения для исследования материалов, разработки лекарств и получения изображений.

8.

Принцип работы ускорителей
Роль электрических полей: разгон
Электрические поля передают энергию частицам, ускоряя их до высоких скоростей
и увеличивая кинетическую энергию.
Роль магнитных полей: управление траекторией
Магнитные поля управляют движением заряженных частиц, изгибая их
траекторию и удерживая на заданном пути.
Различия между линейными и циклическими ускорителями
Линейные ускорители (линак): Частицы движутся по прямой, проходя через
ускоряющие поля один раз. Они эффективны для высоких энергий, но требуют
большой длины.
Циклические ускорители (синхротроны, циклотроны): Частицы движутся по
круговой траектории, многократно проходя через одни и те же ускоряющие
поля. Магнитные поля изгибают их путь, позволяя достигать высоких энергий
на компактной площади.

9.

Заключение: Ключ к тайнам Вселенной
Познание Фундаментальных Сил
Двигатель Технологического Прогресса
Ускорители незаменимы для исследования микромира,
Принципы работы ускорителей привели к прорывам в
помогая понять фундаментальные законы природы и
медицине, промышленности и разработке новых
тайны Вселенной.
технологий.
Расширение Горизонтов
Развитие ускорителей расширяет границы познания, открывая новые тайны Вселенной и вдохновляя будущие
поколения ученых.

10.

Источники информации
Официальные сайты
научных организаций
Научные статьи и
публикации
Учебные материалы
CERN и другие ведущие научные
Рецензируемые исследования по
и применению ускорителей.
центры.
физике элементарных частиц и
ускорительной технике.
Лекции, учебники и курсы по теории