| Szczelina |
|
|
| Szczelina
|
|
|
| ardzo łatwo jest wyjaśnić zagadnienia związane z przyspieszaniem cząstek (uwaga!). Podłącz, drogi Czytelniku, bieguny zwykłej baterii do dwóch metalowych płytek (zwanych elektrodami) umieszczonych, powiedzmy, w odległości 30 cm od siebie. Ten układ nazwiemy Szczeliną. Zamknij teraz te elektrody w puszce i usuń z niej powietrze. Cały układ zmontuj w ten sposób, żeby cząstki obdarzone ładunkiem elektrycznym – rolę pocisków odgrywają głównie elektrony i protony – mogły bez przeszkód przechodzić przez szczelinę. Elektron bardzo chętnie pomknie w kierunku dodatniej elektrody, uzyskując przy tym energię (sprawdź na etykiecie baterii) 12 eV. W ten sposób Szczelina przyspiesza. Jeśli metalowa dodatnia elektroda wykonana jest z drucianej siatki zamiast z płytki, większość elektronów przeniknie przez nią, tworząc wiązkę o energii 12 eV. Elektronowolt to bardzo niewielka ilość energii, a my potrzebujemy baterii wytwarzającej miliardy woltów. W żadnym sklepie takiej nie znajdziemy. Dlatego, by osiągnąć takie napięcie, musimy skorzystać z innych niż chemiczne procesów, ale niezależnie od tego, jak wielki jest akcelerator – czy mówimy o urządzeniu Cockcrofta-Waltona z lat dwudziestych naszego wieku, czy o projektowanym SSC o obwodzie 85 km – podstawowy mechanizm nie ulega zmianie: szczelina, przy której przekraczaniu cząstki zyskują energię.
|
| W akceleratorze zwykłe, praworządne cząstki uzyskują dodatkową energię. Skąd bierzemy te cząstki? Z elektronami jest bardzo łatwo. Rozgrzejmy drut, aż zacznie się jarzyć, a elektrony popłyną strumieniami. Z protonami też nie ma problemu. Jądro wodoru jest protonem (w jądrach wodoru nie ma żadnych neutronów). Dlatego wszystko, czego nam potrzeba, to zwykły, łatwo dostępny wodór. Można także przyspieszać inne cząstki pod warunkiem, że są trwałe – to znaczy mają długi czas życia – ponieważ przyspieszanie jest procesem czasochłonnym. No i muszą nieść ładunek elektryczny, jako że szczelina na nic się nie przyda, jeśli cząstka jest elektrycznie obojętna. Głównymi kandydatami do przyspieszania są: protony, antyprotony, elektrony i pozytony. Można także przyspieszać różne jądra – deuterony, cząstki a; mają one pewne zastosowania. Nietypowe urządzenie budowane jest właśnie na Long Island w Nowym Jorku; będzie ono przyspieszać jądra uranu do miliardów elektronowoltów.
|
|
