चार्ज कणहरु को लामबद्ध गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो। रूपमा कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो काम। किन कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो?

चार्ज कणहरु को त्वरक - उपकरण wherein लगभग गति मा यात्रा बिजुली चार्ज परमाणु वा subatomic कणहरु को एक बीम। आफ्नो काम को आधार आवश्यक आफ्नो वृद्धि छ एक बिजुली क्षेत्र द्वारा ऊर्जा र trajectory परिवर्तन - चुम्बकीय।

कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो के हुन्?

यी उपकरणहरू व्यापक विज्ञान र उद्योग को विभिन्न क्षेत्रहरू प्रयोग गरिन्छ। मिति, विश्वव्यापी त्यहाँ 30 भन्दा बढी हजार छन्। चार्ज कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो को भौतिक लागि अणुहरु को संरचना, आणविक सेना र आणविक गुणहरू, स्वाभाविक उत्पन्न नगर्ने को प्रकृति मा आधारभूत अनुसन्धान को एक उपकरण रूपमा सेवा गर्छन्। उत्तरार्द्ध transuranic र अन्य अस्थिर तत्व समावेश गर्नुहोस्।

को छुट्टी ट्यूब सम्भव भएको छ संग विशिष्ट शुल्क निर्धारण गर्न। चार्ज कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो पनि radioisotopes को उत्पादन को लागि, औद्योगिक radiography, रेडियोथेरेपी मा, जैविक सामाग्री को बंध्यकरण लागि प्रयोग, र छन् radiocarbon विश्लेषण। सबै भन्दा ठूलो एकाइहरु मौलिक अन्तरक्रियामा को अध्ययन मा प्रयोग गरिन्छ।

को त्वरक आदर बाँकी मा चार्ज कणहरु को जीवनकालमा सानो भएको नजिक गति गर्न त्वरित कणहरु भन्दा छ प्रकाश को गति। यो समय स्टेशन को अपेक्षाकृत सानो रकम पुष्टि गर्छ। उदाहरणका लागि, CERN मा muon 0,9994c गति 29 पटक को जीवनकालमा वृद्धि हासिल गरिएको छ।

यस लेखमा भित्र र कण त्वरक, यसको विकास, विभिन्न प्रकारका र विभिन्न सुविधाहरू काम के मा देखिन्छ।

प्रवेग सिद्धान्तहरू

चार्ज कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो कस्तो तपाईंलाई थाहा बिना तिनीहरू सबै साधारण तत्व छ। पहिलो, तिनीहरूले एक टेलिभिजन तस्वीर ट्यूब वा इलेक्ट्रन, प्रोटन र ठूलो प्रतिष्ठानहरु को मामला मा आफ्नो antiparticles को मामला मा इलेक्ट्रॉनों स्रोत हुनुपर्छ। यसबाहेक, तिनीहरूले आफ्नो सबै trajectory नियन्त्रण गर्न कणहरु र चुम्बकीय फिल्ड बढाउने बिजुली क्षेत्रहरू हुनुपर्छ। साथै, चार्ज कण त्वरक मा निर्वात (10 ^-11 मिमी Hg। वी), एम ई अवशिष्ट हावा को एक न्यूनतम मात्रा, लामो जीवन समय बीम सुनिश्चित गर्न आवश्यक छ। अन्तमा, सबै प्रतिष्ठानहरु दर्ता मतलब छ, यो त्वरित कणहरु को गणना र मापन हुनुपर्छ।

पुस्ता

इलेक्ट्रॉनों र प्रोटन, सबै भन्दा सामान्यतः गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो प्रयोग गरिन्छ जो, सबै सामाग्री फेला, तर पहिलो तिनीहरूले देखि चयन गर्नुपर्छ। इलेक्ट्रॉनों सामान्यतया तस्विर ट्यूब मा जस्तै तरिकामा उत्पन्न गरिन्छ - उपकरण भनिन्छ जो एक "बन्दूक" मा। यो एक कैथोड (नकारात्मक इलेक्ट्रोड) राज्य गर्न गरम छ जहाँ इलेक्ट्रनों अणुहरु बन्द आउन सुरु भएको निर्वात, छ। नकारात्मक चार्ज कणहरु को Anode (सकारात्मक इलेक्ट्रोड) आकर्षित हुन्छन् र आउटलेट मार्फत पारित। इलेक्ट्रनों एक बिजुली क्षेत्र को प्रभाव अन्तर्गत सार्दै हुनुहुन्छ किनभने बन्दूक नै भएको त्वरक रूपमा सरल छ। सामान्यतया दायरामा 50-150 केभी मा कैथोड र Anode, बीच भोल्टेज।

सबै सामाग्री मा इलेक्ट्रॉनों अलग्गै प्रोटन समावेश, तर केवल एकल प्रोटन नाभिक हाइड्रोजन अणुहरु बनेको। तसर्थ, प्रोटोन गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो लागि कण स्रोत हाइड्रोजन ग्याँस छ। यस मामला मा, ग्याँस ionized छ र प्रोटन प्वाल मार्फत अवस्थित छ। ठूलो गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो मा प्रोटन नकारात्मक हाइड्रोजन आयनों को रूप मा अक्सर गठन गर्दै हुनुहुन्छ। तिनीहरूले एक diatomic ग्याँस आयनीकरण को उत्पादन हो जो अणुहरु देखि एक अतिरिक्त इलेक्ट्रन प्रतिनिधित्व गर्छ। काम सजिलो को प्रारम्भिक चरणमा मा नकारात्मक चार्ज हाइड्रोजन आयनों देखि। त्यसपछि तिनीहरूले प्रवेग अन्तिम चरण अघि इलेक्ट्रॉनों तिनीहरूलाई deprives जो पातलो पन्नी, पास।

प्रवेग

रूपमा कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो काम? ती सबै एउटा मुख्य सुविधा बिजुली क्षेत्र हो। साधारण उदाहरण - सकारात्मक र नकारात्मक बिजुली क्षमता बीच वर्दी स्थिर क्षेत्र, समान जो बिजुली ब्याट्री को टर्मिनलहरु बीच अवस्थित छ। यो इलेक्ट्रन क्षेत्र नकारात्मक शुल्क पूरा सकारात्मक सम्भावित यो निर्देशन जो एक शक्ति उजागर गरिएको छ। यो accelerates, र यदि त्यहाँ बाटो, आफ्नो गति र शक्ति वृद्धि खडा भनेर केहि छ। को अणुहरु ऊर्जा गुमाउन संग इलेक्ट्रॉनों तार वा हावा मा सकारात्मक संभावित तिर सार्दा, र ठोक्किनु, तर यदि तिनीहरूले vacuo मा स्थित हो, त्यसपछि तिनीहरूले Anode जाँदा त्वरित।

इलेक्ट्रॉन परिभाषित को सुरु र अन्त स्थिति बीच तनाव तिनीहरूलाई ऊर्जा खरिद। 1 वी को एक संभावित फरक मार्फत सार्दा गर्दा 1 इलेक्ट्रन-भोल्ट (eV) बराबर छ। यो 1,6 × 10 ^-19 joule बराबर छ। ट्रिलियन पटक थप एक उडान लामखुट्टे ऊर्जा। kinescope इलेक्ट्रॉनों 10 केभी भन्दा ठूलो भोल्टेज त्वरित छन्। धेरै गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो मापन मेगा, Giga र Tera-इलेक्ट्रन-वोल्ट धेरै उच्च शक्ती पुग्न।

प्रजाति

जस्तै रूपमा कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो, को पुराना प्रकार को केही भोल्टेज गुणक वोल्ट एक लाख अप गर्न को क्षमता उत्पन्न स्थिर बिजुली क्षेत्र प्रयोग र बिजुली भ्यान डे Graaff बिजुली। यस्तो उच्च voltages सजिलो काम। बढी व्यावहारिक वैकल्पिक उत्पादन कम क्षमता कमजोर विद्युत क्षेत्रहरू को दोहोर्याइएको कार्य हो। यो सिद्धान्त आधुनिक गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो दुई प्रकार मा प्रयोग गरिन्छ - रैखिक र चक्रीय (मुख्य रूप cyclotrons र synchrotrons)। Linear कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो, छोटो मा, तिनीहरूलाई एक पटक बढाने क्षेत्रहरू को अनुक्रम मार्फत, जबकि cyclically धेरै पटक तिनीहरूले अपेक्षाकृत सानो बिजुली क्षेत्र मार्फत एक परिपत्र मार्गमा सार्न बित्यो। दुवै अवस्थामा, कणहरु को अन्तिम ऊर्जा धेरै सानो "धक्का" एकल ठूलो को संयुक्त प्रभाव दिन सँगै थपियो ताकि, कार्य को कुल क्षेत्र मा निर्भर गर्दछ।

प्राकृतिक तरिका एसी, छैन डीसी प्रयोग गर्न छ मा बिजुली क्षेत्रहरू उत्पन्न गर्न एक रैखिक त्वरक को दोहोरिने संरचना। सकारात्मक पारित यदि सकारात्मक चार्ज कणहरु नकारात्मक सम्भावित गर्न त्वरित छन् र नयाँ गति प्राप्त। अभ्यास मा, भोल्टेज धेरै चाँडै परिवर्तन हुनुपर्छ। उदाहरणका लागि, धेरै उच्च गति मा 1 MeV प्रोटन चाल को एक ऊर्जा मा पारित 0.01 सांसद को 1.4 मिटर, 0.46 को प्रकाश को गति छ। यो लामो केही मीटर को दोहराए संरचना मा, बिजुली क्षेत्रहरू कम्तिमा 100 मेगाहर्ट्ज को एक आवृत्ति मा निर्देशन परिवर्तन गर्नु पर्दछ भन्ने हो। Linear र चक्रीय गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो कणहरु सामान्यतया तिनीहरूलाई एकान्तरण बिजुली क्षेत्र आवृत्ति संग माइक्रोवेव गर्न रेडियो छालहरू को दायरा मा 100 मेगाहर्ट्ज देखि 3000 मा फैलाने, टी। ई।

को विद्युत चुम्बकीय तरंग प्रत्येक अन्य दायाँ कोण मा oscillating oscillating बिजुली र चुम्बकीय फिल्ड संयोजन छ। प्रमुख बिन्दु विद्युत क्षेत्र अनुसार को प्रवेग सदिश संग निर्देशित छ कणहरु को आगमन त्यो त त्वरक लहर समायोजन हो। एउटा बन्द ठाउँ, पाइप अंग मा ध्वनि छालहरू मा विपरीत दिशामा यात्रा छालहरू को संयोजन - यो खडा लहर प्रयोग गरेर गर्न सकिन्छ। तीव्र गतिमा इलेक्ट्रॉनों जसको प्रकाश, परिभ्रमण लहर को गति आउँदै velocities सार्नका लागि वैकल्पिक embodiment।

autophasing

एक एकान्तरण बिजुली क्षेत्र मा प्रवेग एउटा महत्त्वपूर्ण प्रभाव एक "चरण स्थिरता" छ। एक oscillation चक्र एकान्तरण क्षेत्र फिर्ता शून्य अधिकतम मूल्य देखि शून्य मार्फत बित्दै मा, यो एक न्यूनतम गर्न घट्छ र शून्य rises। यसरी, यो दुई पटक प्रवेग लागि आवश्यक मान मार्फत बित्दै। जसको वेग बढ्छ एक कण पनि प्रारम्भिक आउँछ भने, यो पर्याप्त बलको क्षेत्र काम गर्ने छैनन्, र पुस कमजोर हुनेछ। जब यो अर्को क्षेत्र, लेट परीक्षण र थप प्रभाव पुग्छ। परिणाम, आत्म-phasing हुन्छ रूपमा, कणहरु को बढाने क्षेत्रमा प्रत्येक क्षेत्र संग चरण मा हुनेछ। अर्को प्रभाव निरन्तर धारा भन्दा एक थक्का गठन गर्ने समय तिनीहरूलाई समूहन छ।

बीम निर्देशन

मा कसरी काम र कण त्वरक, तिनीहरूले आन्दोलन को दिशा परिवर्तन गर्न सक्नुहुन्छ रूपमा र चुम्बकीय फिल्ड प्ले महत्वपूर्ण भूमिका। यो तिनीहरूले एक परिपत्र मार्गमा बीम को "झुकन" को लागि प्रयोग गर्न सकिँदैन, कि त तिनीहरूले बारम्बार एउटै बढाने खण्ड मार्फत पारित हो। साधारण मामला मा, एक सही कोण मा सार्दा एक चार्ज कण मा homogeneous चुम्बकीय क्षेत्र को निर्देशन गर्न, आफ्नो आन्दोलन दुवै लम्ब एक शक्ति सदिश, र क्षेत्रमा। यो कार्य गर्न थाल्छ कार्य वा अन्य शक्ति को आफ्नो क्षेत्र बाहिर आउँछ सम्म यो, क्षेत्र लम्ब एक परिपत्र मार्गमा सार्न बीम गराउँछ। यो प्रभाव यस्तो synchrotron र cyclotron रूपमा चक्रीय गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो मा प्रयोग गरिन्छ। एक cyclotron मा, स्थिर क्षेत्र एक ठूलो चुम्बक उत्पादित छ। आफ्नो ऊर्जा वृद्धि संग कण spirally बाहिरबाट प्रत्येक क्रान्तिको संग त्वरित सार्दै। को synchrotron थक्के स्थिर अर्धव्यास संग घन्टी वरिपरि सार्न र कणहरु रूपमा घन्टी बढ्छ वरिपरि electromagnets उत्पन्न क्षेत्र त्वरित छन्। "झुकन" प्रदान चुम्बक, बीम therebetween पारित गर्न सक्छ भनेर एक नाल आकार मा उत्तर र दक्षिण डंडे, झुकेको संग dipoles प्रतिनिधित्व गर्छ।

को electromagnets को दोस्रो महत्त्वपूर्ण समारोह तिनीहरूले सकेसम्म संकीर्ण र तीव्र छन् भनेर बीम ध्यान छ। एक ध्यान चुम्बक को सरल फारम - चार डंडे (दुई उत्तरी र दुई दक्षिणी) विपरीत प्रत्येक अन्य स्थित संग। तिनीहरूले एक दिशा मा केन्द्र कणहरु धक्का, तर तिनीहरूलाई लम्ब मा वितरण गर्न अनुमति दिन्छ। Quadrupole चुम्बक उहाँलाई ठाडो ध्यान बाहिर जान अनुमति दिने, तेर्सो बीम ध्यान। यसो गर्न, तिनीहरूले जोडी मा प्रयोग गरिनुपर्छ। को लागि एक सही ध्यान पनि डंडे (6 र 8) को एक ठूलो संख्या संग थप परिष्कृत चुम्बक प्रयोग गरिन्छ।

तिनीहरूलाई बढ्छ निर्देशन कण बढ्छ को ऊर्जा, चुम्बकीय क्षेत्र को बल, देखि। यो नै trajectory मा बीम राख्छ। को curd को घन्टी मा शुरू छ र यसलाई फिर्ता लिया अघि सकिँदैन र प्रयोग मा प्रयोग चाहेको ऊर्जा गर्न त्वरित छ। फिर्ता लिने भएको synchrotron घन्टी देखि कण धक्का सक्रिय छन् जो electromagnets द्वारा हासिल छ।

टकराव

मुख्य रूप एक विशेष उद्देश्यका लागि एक बीम, उदाहरणको लागि, irradiation वा आयन आरोपण उत्पादन चिकित्सा र उद्योग मा प्रयोग, चार्ज कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो। यो कण एक पटक प्रयोग भन्ने हो। एउटै धेरै वर्ष को लागि आधारभूत अनुसन्धान प्रयोग गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो साँचो थियो। तर छल्ले जसमा विपरीत दिशामा परिसंचारी र क्षेत्रीय वरिपरि ठोक्किनु दुई बीम, 1970 मा विकसित गरियो। यस्तो प्रणाली को मुख्य लाभ सिधै तिनीहरूलाई बीच अन्तरक्रिया ऊर्जा जान्छ कणहरु को एक frontal टकराव ऊर्जा मा छ। यो बीम, एक स्थिर चित्र संग collides गर्दा जो मामला मा ऊर्जा को सबै भन्दा अनुसार गति को संरक्षण को सिद्धान्त संग, गति मा लक्ष्य सामाग्री को कमी जान्छ जे संग भिन्नताहरूलाई।

टकराने बीम केही मिसिन दुई वा बढी ठाउँमा INTERSECTING, दुई छल्ले संग निर्माण गर्दै छन्, विपरीत दिशामा फैलाइएको जो, समान प्रकारको कणहरु। थप साधारण collider कण-antiparticle। Antiparticle सम्बन्धित कणहरु को विपरीत शुल्क छ। उदाहरणका लागि, पोजीट्रान, सकारात्मक चार्ज छ, र इलेक्ट्रॉनों - नकारात्मक। यो इलेक्ट्रॉन accelerates एक क्षेत्र, को पोजीट्रान नै दिशा मा सार्ने, तल slows भन्ने हो। तर विपरीत दिशा मा बाद चाल, यो बढाउने भने। त्यसै गरी, बायाँ एक चुम्बकीय क्षेत्र इच्छा वक्र र पोजीट्रान मार्फत सार्दा एउटा इलेक्ट्रन - दायाँ। तर पोजीट्रान अगाडी बढ्दै छ भने, त्यसपछि आफ्नो बाटो सही गर्न हटना जारी, तर इलेक्ट्रन को कि जस्तै वक्र मा हुनेछ। तर, यो कणहरु को synchrotron नै चुम्बक को घन्टी लैजान र विपरीत दिशामा नै बिजुली क्षेत्रहरू द्वारा त्वरित गर्न सक्नुहुन्छ भन्ने हो। यो सिद्धान्त बीम टकराने धेरै शक्तिशाली colliders सिर्जना, टी। लागि। मात्र एक घन्टी त्वरक आवश्यक छ।

को synchrotron मा बीम लगातार बढिरहेको छैन र छ मा एकीकृत "clumps।" तिनीहरूले लम्बाइ धेरै सेन्टिमिटर र व्यास एक मिलिमिटर एक दशौं, हुन र को बारे मा ^{12 अक्टोबर} कणहरु शामिल गर्न सक्नुहुन्छ। यो कम घनत्व, किनभने यस्तो सामाग्री को आकार बारे ^{23 अक्टोबर} अणुहरु समावेश गर्दछ। त्यसैले, एक टकराने बीम काट्ने गर्दा, त्यहाँ कणहरु प्रत्येक अन्य संग प्रतिक्रिया हुनेछ केवल एक सानो सम्भावना छ। व्यवहार मा थक्के को घन्टी वरिपरि सार्न र फेरि पूरा गर्नको लागि। चार्ज कणहरु (10 ^-11 मिमी Hg। वी) को त्वरक मा उच्च वैक्यूम कणहरु हावा अणु संग टक्कर बिना धेरै घण्टा निरन्तर चलिरहनु गर्न सक्ने आवश्यक छ। तसर्थ, घन्टी पनि सञ्चितिको, बीम वास्तवमा धेरै घण्टा therein भण्डारण किनभने भनिन्छ।

दर्ता

कणहरु विपरीत दिशा मा सार्ने, लक्षित वा अन्य बीम मारा जब बहुमत मा चार्ज कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो दर्ता गर्न सक्नुहुन्छ हुन्छ। एक टेलिभिजन तस्वीर ट्यूब मा, भित्री सतह मा फस्फोर स्क्रिन प्रहार र जसबाट भएको प्रसारित छवि नमूना जो प्रकाश, फेंकना गर्न बन्दूक देखि इलेक्ट्रॉनों। गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो यस्तो विशेष डिटेक्टरों छरिएका कणहरु गर्न प्रतिक्रिया, तर तिनीहरूले सामान्यतया कम्प्युटरमा डाटा मा रूपान्तरित हुनु र गर्न सक्छन् कम्प्युटर कार्यक्रम प्रयोग विश्लेषण विद्युत संकेत सिर्जना गर्न डिजाइन गर्दै हुनुहुन्छ। मात्र चार्ज तत्व आयनीकरण वा अणुहरु को excitation द्वारा सामाग्री मार्फत पारित उदाहरणका लागि, विद्युत संकेत उत्पादन, र सीधा पत्ता सकिन्छ। यस्तो न्युट्रोन वा फोटोन रूपमा तटस्थ कणहरु तिनीहरूले गति छन् भनेर चार्ज कणहरु को व्यवहार मार्फत अप्रत्यक्ष पत्ता सकिन्छ।

त्यहाँ धेरै विशेष डिटेक्टरों छन्। यस्तो रेकर्डिङ ट्रयाक वा ऊर्जा वेग मापन लागि Geiger काउन्टर, एक कण गणना, र अन्य प्रयोगहरू, उदाहरणको लागि, तिनीहरूलाई केही। आकार र प्रविधिमा आधुनिक डिटेक्टरों, साना शुल्क मिलेर जो चार्ज कणहरु उत्पादित ionized ट्रयाक पत्ता लगाउन तार संग ठूलो ग्याँस भरिएको Chambers गर्न उपकरणहरू देखि भिन्न हुन सक्छन्।

कथा

चार्ज कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो मुख्य रूप परमाणु केन्द्रक र प्राथमिक कण को गुण को अध्ययन लागि विकास गरे। ब्रिटिश भौतिक खोल्ने देखि अर्नेस्ट रदरफोर्डले 1919 मा, नाइट्रोजन नाभिक र अल्फा कण को प्रतिक्रिया, 1932 मा आणविक भौतिक को क्षेत्र मा सबै अनुसन्धान बाहिर हेलियम केन्द्रक, प्राकृतिक रेडियोयाक्टिभतत्वकोरङचयनगर्दछ कुहिएर जारी संग लगे थिए। प्राकृतिक अल्फा-कणहरु 8 MeV एक गतिज ऊर्जा छ, तर रदरफोर्डले तिनीहरूले artificially हुन भारी केन्द्रक को क्षय निगरानीका लागि पनि उच्च गर्न मान त्वरित गर्नुपर्छ भनेर विश्वास गरे। समयमा गाह्रो देखिन्थ्यो। तथापि, 1928 मा गरेको गणना Georgiem Gamovym (गोटिङजेन को विश्वविद्यालय, जर्मनी मा), को आयनों धेरै कम शक्ती मा प्रयोग गर्न सकिँदैन, त्यो र यो आणविक अनुसन्धान को लागि पर्याप्त एक बीम प्रदान गर्दछ सुविधा निर्माण गर्न प्रयास उत्साहित छ देखाए।

यो अवधिमा अन्य घटनाहरू जो द्वारा चार्ज कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो यो दिन मा निर्मित गर्दै सिद्धान्तहरू देखाउनुभयो। artificially त्वरित आयनों संग पहिलो सफल प्रयोग क्याम्ब्रिज विश्वविद्यालयमा 1932 मा Cockroft र वाल्टन आयोजित थिए। एक भोल्टेज गुणक प्रयोग गरेर, प्रोटन 710 kev गर्न त्वरित र उत्तरार्द्ध दुई अल्फा कणहरु गठन गर्ने लिथियम साथ प्रतिक्रिया कि देखाए छन्। द्वारा 1931, नयाँ जर्सी प्रिन्स्टन विश्वविद्यालयमा, रबर्ट भ्यान डे Graaff electrostatic बेल्ट पहिलो उच्च क्षमता बिजुली बनाए। भोल्टेज गुणक Cockcroft-वाल्टन जेनेरेटर र भ्यान डे Graaff बिजुली अझै पनि गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो लागि ऊर्जा स्रोतहरू रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

रैखिक resonant त्वरक को सिद्धान्त मा 1928. को राइन-Westphalian आचेन, जर्मनी मा प्राविधिक विश्वविद्यालय रल्फ Widerøe प्रदर्शन भएको थियो, उहाँले तिनीहरूलाई बताउन दुई पटक अधिक शक्ती गर्न सोडियम र पोटासियम आयनों बढाउने एक उच्च एसी भोल्टेज प्रयोग। 1931 मा संयुक्त राज्य अमेरिका अर्नेस्ट Lourens र उनको सहायक विश्वविद्यालय क्यालिफोर्निया, बर्कले को दाऊदको Sloan, मा 1.2 MeV भन्दा ठूलो शक्ती गर्न पारा आयनों बढाउने उच्च-आवृत्ति क्षेत्रहरू प्रयोग। यो काम complemented भारी शुल्क कणहरु Wideröe को त्वरक छ, तर आयन बीम आणविक अनुसन्धान मा उपयोगी छैनन्।

चुम्बकीय अनुनाद त्वरक वा cyclotron, लरेन्स Wideröe स्थापना को एक परिमार्जन रूपमा गर्भधारण थियो। विद्यार्थी लरेन्स Livingston 80 kev को एक ऊर्जा संग आयनों बनाउने, 1931 मा भएको cyclotron सिद्धान्त देखाउनुभयो। 1932 मा, लरेन्स र Livingston 1 MeV भन्दा बढी गर्न प्रोटन को प्रवेग घोषणा। लगभग 4 MeV - 1930 पछि, ऊर्जा cyclotrons 25 MeV र भ्यान डे Graaff पुग्यो। 1940 मा, डोनाल्ड Kerst, चुम्बक संरचना गर्न कक्षा को होसियार गणना, विश्वविद्यालय इलिनोइस, पहिलो betatron, चुम्बकीय प्रेरणा इलेक्ट्रन त्वरक को मा निर्मित को परिणाम लागू।

आधुनिक भौतिक: कण गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो

द्वितीय विश्व युद्ध पछि उच्च शक्ती गर्न कणहरु बढाने को विज्ञान मा छिटो प्रगति भयो। यो मास्को मा बर्कले र व्लादिमीर Veksler मा एडविन McMillan थाले। 1945 मा, तिनीहरूले प्रत्येक अन्य देखि दुवै स्वतन्त्र चरण स्थिरता को सिद्धान्त वर्णन गरेका छन् छन्। यो अवधारणा पनि प्रोटन ऊर्जा प्रतिबन्ध हटाइयो र इलेक्ट्रॉनों लागि चुम्बकीय अनुनाद गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो (synchrotrons) सिर्जना गर्न मद्दत गर्ने एक परिपत्र त्वरक मा कणहरु को स्थिर orbits कायम गर्न एक माध्यम प्रदान गर्दछ। Autophasing, चरण स्थिरता को सिद्धान्त को कार्यान्वयन, विश्वविद्यालय क्यालिफोर्निया मा एउटा सानो synchrocyclotron को निर्माण र इङ्गल्याण्ड मा synchrotron पछि पुष्टि भएको थियो। त्यसको केही समयपछि, पहिलो प्रोटन रैखिक resonant त्वरक सिर्जना गरिएको थियो। यो सिद्धान्त तब देखि निर्मित सबै प्रमुख प्रोटन synchrotrons मा प्रयोग गरिन्छ।

1947 मा, विलियम Hansen, क्यालिफोर्निया मा स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय मा, परिभ्रमण लहर, दोस्रो विश्व युद्ध को समयमा राडार लागि विकसित गरिएको छ जो माइक्रोवेव प्रविधि प्रयोग जसमा पहिलो इलेक्ट्रन रैखिक त्वरक बनाए।

अध्ययन मा प्रगति प्रोटन ऊर्जा, कहिल्यै ठूलो गतिवर्धकपरिवर्तनगरियो निर्माण गर्न नेतृत्व जो वृद्धि गरी सम्भव भएको थियो। यो प्रवृत्ति को उच्च विनिर्माण लागत विशाल चुम्बक घन्टी रोकियो गरिएको छ छ। सबै भन्दा ठूलो वरिपरि 40,000 टन वजन। मिसिन आकार वृद्धि बिना ऊर्जा वृद्धि लागि विधिहरू ध्यान एकान्तरण को बारेमा 1952 लिभिङ्स्टोन, Courant र Snyder godu एक प्रविधी मा जांच थिए (कहिले काँही ध्यान बलियो भनिन्छ)। यो सिद्धान्त मा काम Synchrotrons, 100 पटक अघि भन्दा सानो चुम्बक प्रयोग गर्नुहोस्। सबै त्यस्ता आधुनिक synchrotrons मा प्रयोग गरिन्छ ध्यान।

1956 मा Kerst कणहरु को दुई सेट INTERSECTING orbits मा खुलिरहेको छ भने, तपाईँले हेर्ने तिनीहरूलाई ठोक्किनु गर्न सक्नुहुन्छ भनेर बुझे। यो विचार को आवेदन, चक्र मा संग्रह त्वरित बीम आवश्यक सञ्चितिको भनिन्छ। यो प्रविधि अन्तरक्रिया कणहरु अधिकतम ऊर्जा हासिल गरेको छ।