چارج ذرات کی لکیری سریع کار. ذرہ سریع کام کے طور پر. ذرہ سریع کیوں؟

چارج ذرات کی سرعت - ایک آلہ جس میں تقریبا رفتار سے سفر کر برقی چارج ایٹم یا زیرجوہری ذرات کی ایک شعاع. ان کے کام کی بنیاد پر ضروری اضافہ ان کی ہے ایک برقی میدان کی طرف سے توانائی اور رفتار کو تبدیل - مقناطیسی.

ذرہ سریع کیا ہیں؟

ان آلات کو وسیع پیمانے پر سائنس اور صنعت کے مختلف شعبوں میں استعمال ہوتے ہیں. تاریخ کرنے کے لئے، دنیا بھر میں 30 ہزار سے زائد ہیں. الزام عائد ذرہ سریع کی طبیعیات کے ایٹموں کی ساخت، جوہری فورسز اور جوہری خواص، قدرتی طور پر پائے جاتے ہیں نہیں ہے جس کی نوعیت پر بنیادی تحقیق کا ایک آلہ کے طور پر کام. مؤخر الذکر transuranic اور دیگر غیر مستحکم عناصر شامل ہیں.

ڈسچارج ٹیوب ممکن ہو گیا ہے کے ساتھ مخصوص انچارج کا تعین کرنے کے لئے. الزام عائد ذرہ سریع بھی ریڈیوآئسوٹوپس کی پیداوار کے لئے، صنعتی ریڈیوگراف، ریڈیوتیریپی میں، حیاتیاتی مواد کی نسبندی کے لئے استعمال کیا، اور میں کر رہے ہیں radiocarbon کے تجزیہ. سب سے بڑا یونٹوں بنیادی بات چیت کے مطالعہ میں استعمال کیا جاتا ہے.

سرعت کے لئے احترام کے ساتھ باقی میں چارج ذرات کی زندگی بھر ذرات کی اس سے کے قریب رفتار کو تیز چھوٹا ہے روشنی کی رفتار. اس بار اسٹیشنوں کی نسبتا چھوٹی سی رقم کی تصدیق. مثال کے طور پر CERN میں muon کے 0،9994c رفتار 29 گنا کی زندگی میں اضافہ حاصل کیا گیا ہے.

اس مضمون کے اندر اور ذرہ سرعت، اس کی ترقی، مختلف اقسام اور مختلف خصوصیات کے کام کر رہا ہے دیکھتا ہے.

ایکسلریشن اصولوں

قطع نظر کہ آپ جانتے الزام عائد ذرہ سریع کس قسم کی ہیں، وہ سب کے سب عام عناصر ہیں. سب سے پہلے، وہ ایک ٹی وی تصویر ٹیوب یا الیکٹران، پروٹان اور بڑے تنصیبات کی صورت میں ان کے antiparticles کی صورت میں الیکٹرانوں کی ایک ذریعہ ہونا ضروری ہے. مزید برآں، وہ سب کے سب ان کی رفتار کو کنٹرول کرنے کے ذرات اور مقناطیسی شعبوں کو تیز کرنے کے لئے بجلی کے شعبوں ہونا ضروری ہے. اس کے علاوہ، الزام عائد ذرہ سرعت میں ویکیوم (10 ^-11 ملی میٹر Hg. V.)، ایم E. بقایا ہوا کے کم از کم مقدار ہے، ایک طویل زندگی وقت کے بیم کو یقینی بنانے کی ضرورت ہے. آخر میں، تمام تنصیبات کی رجسٹریشن کا مطلب ہے، تیز ذرات کی گنتی اور پیمائش ہونا ضروری ہے.

نسل

الیکٹران اور پروٹان، سب سے زیادہ عام طور پر سریع کار میں استعمال کیا جاتا ہے جس میں تمام اشیاء میں پائے جاتے ہیں، لیکن سب سے پہلے انہوں نے ان کی طرف سے منتخب کرنا چاہیے. الیکٹران کو عام پکچر ٹیوب میں کے طور پر اسی طرح میں پیدا کر رہے ہیں - ایک آلہ جو ایک "بندوق" کہا جاتا ہے میں. اس خلا میں، جہاں ئلیکٹرانوں جوہری بند آنا شروع ایک ریاست کے لئے گرم کیا جاتا ہے جس میں ایک کیتھوڈ (منفی الیکٹروڈ) ہے. منفی چارج ذرات anode کی (مثبت الیکٹروڈ) کی طرف متوجہ کر رہے ہیں اور دکان کے ذریعے گزر. الیکٹرون ایک برقی میدان کے اثر و رسوخ کے تحت آگے بڑھ رہے ہیں کیونکہ بندوق خود سرعت کے طور پر آسان ہے. کیتھوڈ اور anode کے، عام طور پر رینج 50-150 کلو وولٹ میں درمیان وولٹیج.

علاوہ تمام مواد میں الیکٹرانوں سے پروٹانوں موجود ہیں لیکن صرف ایک پروٹون مرکز ہائیڈروجن ایٹموں پر مشتمل. لہذا، پروٹون سریع کار کے لئے ذرہ ذریعہ ہائیڈروجن گیس ہے. اس صورت میں، گیس سطح ionized ھے اور پروٹانوں سوراخ کے ذریعے واقع ہیں. بڑے سریع میں پروٹانوں اکثر منفی ہائیڈروجن آئنوں کی شکل میں بنائے گئے ہیں. وہ ایک diatomic گیس آئنسازی کی پیداوار ہیں جس میں ایٹم سے ایک اضافی الیکٹران نمائندگی کرتے ہیں. کام آسان کے ابتدائی مراحل میں منفی چارج ہائیڈروجن آئنوں کے بعد سے. پھر وہ ایکسلریشن کے آخری مرحلے سے پہلے الیکٹرانوں سے محروم ہیں جس کی وجہ پتلی ورق، کے ذریعے منتقل.

ایکسلریشن

ذرہ سریع کام کے طور پر؟ ان سب کی ایک اہم خصوصیت برقی میدان ہے. سادہ ترین مثال - مثبت اور منفی برقی امکانات کے درمیان یکساں جامد میدان، کہ اسی طرح برقی بیٹری کے ٹرمینلز کے درمیان موجود ہے. ایک منفی چارج لے کر یہ برقیہ میدان میں ایک مثبت امکانات کو یہ ہدایت جو ایک قوت کے سامنے ہے. یہ accelerates ہے، اور کچھ بھی طرح سے، ان کی رفتار اور طاقت میں اضافہ میں کھڑا کریں گے نہیں ہے اگر. جوہری توانائی کھو کے ساتھ تار پر یا ہوا میں مثبت امکانات کی طرف بڑھ رہا الیکٹران، اور ٹکرانے، لیکن وہ vacuo میں واقع ہیں، تو وہ anode کے نقطہ نظر کے طور تیز.

الیکٹران کی وضاحت کرتا کے آغاز اور اختتام کی پوزیشن کے درمیان کشیدگی انہیں توانائی خریدی. 1 وی کی ایک ممکنہ فرق کے ذریعے منتقل کرتے وقت 1 الیکٹران وولٹ (EV) کے برابر ہے. یہ کرنے کے لئے 1،6 × 10 ^-19 joule برابر ہے. ٹریلین گنا زیادہ ایک پرواز مچھر کی توانائی. kinescope الیکٹرون میں 10 کیوی اس سے بڑا وولٹیج تیز کر رہے ہیں. کئی سریع ماپا میگا، میں Giga اور تیرا-الیکٹران وولٹ میں بہت زیادہ توانائیاں تک پہنچتے ہیں.

پرجاتی

جیسا کہ ذرہ سریع کی قدیم ترین اقسام میں سے کچھ وولٹیج ضارب اور جنریٹر وان ڈی Graaff جنریٹر، ایک ملین تک وولٹ کی امکانات کی طرف سے پیدا ایک مستقل برقی میدان کا استعمال کرتے ہوئے. اس طرح کے اعلی voltages کے ساتھ آسان کام کرتے ہیں. ایک سے زیادہ عملی متبادل کم امکانات پیدا ہونے کمزور برقی شعبوں کے بار بار کارروائی کی ہے. یہ اصول جدید سریع کی دو اقسام میں استعمال کیا جاتا ہے - لکیری اور چکریی (بنیادی طور پر cyclotrons اور synchrotrons). خطی ذرہ سریع، مختصر میں، ان کے ایک بار تیز کر کھیتوں کی ترتیب کے ذریعے، کے cyclically کئی بار وہ نسبتا چھوٹے برقی میدان کے ذریعے ایک سرکلر کے راستے میں منتقل کرتے وقت گزر چکا ہے. دونوں صورتوں میں، ذرات کی حتمی توانائی کے بہت سے چھوٹے "گومڑ" ایک واحد بڑے کے مشترکہ اثر دینے کے لئے ایک دوسرے کے ساتھ شامل رہے ہیں، تاکہ کارروائی کی کل میدان پر منحصر ہے.

میں ایک قدرتی طریقہ AC نہ DC استعمال کرنا ہے ایک لکیری سرعت کے بار بار ساخت بجلی کے شعبوں پیدا کرنے کے لئے. مثبت گزر اگر مثبت چارج ذرات، منفی ممکنہ کو تیز اور ایک نئی تحریک ملے جاتے ہیں. عملی طور پر، وولٹیج بہت تیزی سے تبدیل کیا جانا ضروری. مثال کے طور پر، بہت تیز رفتاری سے 1 مسز پروٹون کی چالوں کی ایک توانائی میں 1.4 میٹر 0.01 MS میں سے گزر رہا ہے، 0.46 کی روشنی کی رفتار ہے. اس کا مطلب یہ طویل چند میٹر کے بار بار کے ڈھانچے میں، برقی شعبوں میں کم از کم 100 میگاہرٹز کے تعدد میں سمت کو تبدیل کرنا ضروری ہے. لکیری اور چکریی سریع ذرات عام طور پر ان میں ردوبدل برقی میدان تعدد کے ساتھ 100 میگاہرٹز سے 3000 تک، ٹی مائکروویو ریڈیو لہروں کی رینج میں منتشر. E..

برقی لہر ایک دوسرے سے صحیح زاویہ پر تصورغلط تصورغلط برقی اور مقناطیسی شعبوں کا ایک مجموعہ ہے. اہم نقطہ ذرات کی آمد پر ایسا ہے کہ برقی میدان ایکسلریشن ویکٹر کے مطابق میں ہدایت کی ہے سرعت لہر کو ایڈجسٹ کرنے کے لئے ہے. ایک بند جگہ، پائپ آرگن میں آواز کی لہروں میں مخالف سمتوں میں سفر کر لہروں کا مجموعہ - یہ ایک کھڑے لہر کا استعمال کرتے ہوئے کی طرف سے کیا جا سکتا ہے. تیزی الیکٹرانوں جن کی روشنی، ایک سفر کی لہر کی رفتار کے قریب والوکاٹیس منتقل کرنے کے لئے ایک متبادل اوتار.

autophasing

ایک باری بجلی کے شعبے میں ایکسلریشن کا ایک اہم اثر ایک "مرحلے استحکام" ہے. میں ایک دولن سائیکل ردوبدل میدان میں صفر پر واپس زیادہ سے زیادہ قیمت سے صفر کے ذریعے گزر جاتا ہے، یہ ایک کم از کم کرنے کے لئے کم اور صفر ہو گئی. اس طرح، یہ ایکسلریشن کے لئے مطلوبہ قیمت کے ذریعے دو بار گزر جاتا ہے. ایک ذرہ جس کی رفتار بڑھ جاتی ہے، بہت جلدی آتا ہے، تو یہ کافی طاقت کے ایک کھیت پر کام نہیں کرے گا، اور دھکا کمزور ہو جائے گا. جب یہ اگلے علاقے، دیر سے ٹیسٹ اور زیادہ اثر پہنچ جاتا ہے. اس کے نتیجے میں، خود کے phasing اس وقت ہوتی ہے کے طور پر، ذرات کو تیز خطے میں ہر فیلڈ کے مرحلے میں ہو جائے گا. ایک اور اثر ایک مسلسل ندی ایک جمنے بجائے تشکیل کے لئے وقت میں ان کی گروہ بندی کی ہے.

بیم کی سمت

کام اور ذرہ سرعت، اور مقناطیسی شعبوں کھیلنے کس طرح وہ ان کی تحریک کی سمت تبدیل کر سکتے ہیں کے طور پر میں ایک اہم کردار. یہ وہ ایک سرکلر کے راستے میں بیم کے "موڑنے" کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے کہ، تاکہ وہ بار بار ایک ہی تیز کر کے سیکشن کے ذریعے منظور کیا مطلب. سادہ ترین صورت میں، ایک چارج شدہ ذرات پر یکساں مقناطیسی میدان کی سمت کو ایک صحیح زاویہ پر منتقل، اس کی تحریک کی دونوں پر کھڑا ایک قوت ویکٹر، اور میدان کے لئے. یہ کارروائی یا دوسرے فورس کے اس میدان سے باہر آتا ہے جب تک اس پر عمل کرنے کے لئے شروع ہوتا ہے یہ، میدان پر کھڑا ایک سرکلر کے راستے میں منتقل کرنے کے لئے بیم کا سبب بنتا ہے. اس کا اثر اس طرح کے طور پر ایک synchrotron اور سائکلوٹران چکریی سریع کار میں استعمال کیا جاتا ہے. ایک سائکلوٹران میں، مسلسل میدان کے ایک بڑے مقناطیس کی طرف سے تیار کیا جاتا ہے. ان کی توانائی کی بڑھتی ہوئی کے ساتھ ذرات spirally کا ظاہری ہر انقلاب کے ساتھ تیز منتقل. synchrotron تککی ایک مسلسل رداس کے ساتھ انگوٹی کے ارد گرد منتقل، اور ذرات کے طور پر کی انگوٹی میں اضافہ کے ارد گرد electromagnets طرف سے پیدا میدان تیز کر رہے ہیں. بیم therebetween منظور کر سکتے ہیں تاکہ "موڑنے" فراہم کرنے کے میگنےٹ، ایک گھوڑے کی نال کی شکل میں شمالی اور جنوبی کھمبے، جھکا کے ساتھ dipoles نمائندگی کرتے ہیں.

electromagnets کا دوسرا اہم تقریب ہے کہ وہ ہر ممکن حد تک اتنا تنگ اور شدید ہیں تاکہ بیم توجہ مرکوز کرنا ہے. ایک توجہ مرکوز مقناطیس کی سادہ ترین شکل - چار کھمبے (دو شمالی اور دو جنوبی) ایک دوسرے کے مخالف واقع کے ساتھ. وہ ایک ہی سمت میں مرکز کے ذرات دھکا، لیکن ان لمبوت میں تقسیم کرنے کے لئے کی اجازت دیتے ہیں. Quadrupole میگنےٹ اسے عمودی توجہ سے باہر جانے کے لئے اجازت دیتا ہے، افقی طور پر بیم توجہ مرکوز. ایسا کرنے کے لئے، وہ جوڑوں میں استعمال کیا جانا چاہئے. ایک زیادہ درست توجہ مرکوز کے لئے بھی کھمبے (6 اور 8) کی ایک بڑی تعداد کے ساتھ زیادہ بہتر میگنےٹ استعمال ہوتے ہیں.

ان میں اضافہ ہدایت ذرہ اضافہ کی توانائی، مقناطیسی میدان کی طاقت، کے بعد سے. یہ ایک ہی رفتار پر بیم رکھتا ہے. دہی رنگ میں پیش کیا جاتا ہے اور اسے واپس لے لیا اور تجربات میں استعمال کیا جا سکتا ہے اس سے پہلے ایک مطلوبہ توانائی کو تیز کر رہی ہے. مراجعت electromagnets synchrotron انگوٹی سے ذرات آگے بڑھانے کے لئے چالو کر رہے ہیں جس کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے.

تصادم

الزام عائد ذرہ سریع، ادویات اور صنعت میں استعمال کیا جاتا ہے بنیادی طور پر کسی خاص مقصد کے لئے ایک بیم، جیسے، شعاع ریزی یا آئن آرپن پیدا. یہ ایک بار استعمال کیا ہے کہ ذرات کا مطلب ہے. ایک ہی کئی سالوں کے لئے بنیادی تحقیق میں استعمال کیا سریع کار کے سچ تھا. مگر بجتی 1970 میں تیار کیا گیا تھا، جس میں دو بیم مخالف سمتوں میں گردش اور سرکٹ کے گرد ٹکرانے. اس طرح کے نظام کا اہم فائدہ ذرات کی ایک للاٹ تصادم توانائی میں ان کے درمیان بات چیت توانائی کو براہ راست چلا جاتا ہے. یہ بیم، ایک اسٹیشنری کی تصاویر کے ساتھ ٹکرا جس صورت میں توانائی کے سب سے زیادہ کی رفتار کے تحفظ کے اصول کے مطابق، تحریک میں ٹارگٹ مال کی کمی کو جاتا ہے تو کیا ہوتا ہے کے ساتھ برعکس.

colliding کے بیم کے ساتھ کچھ مشینیں، دو یا زیادہ مقامات میں قطع، دو بجتی ہے کے ساتھ تعمیر کر رہے ہیں جس میں مخالف سمتوں میں ایک ہی قسم کے ذرات کو سرکولیٹ. مزید عام میں Collider ذرہ ضد. ضد منسلک ذرات کی مخالف چارج نہیں ہے. مثلا، positron، مثبت چارج کر رہا ہے، اور الیکٹرانوں - منفی. یہ برقیہ accelerates ہے کہ ایک میدان، positron ایک ہی سمت میں آگے بڑھ رہے ہیں، سست مطلب ہے کہ. لیکن مخالف سمت میں مؤخر الذکر کی چالوں، یہ تیز کرے گا تو. اسی طرح، ایک الیکٹران بائیں طرف ایک مقناطیسی میدان مرضی وکر، اور positron ذریعے منتقل - ٹھیک ہے. لیکن positron آگے بڑھ رہا ہے، تو پھر اس کے راستے کو درست کرنے کے لئے انحراف کرنے کے لئے جاری رہے، لیکن الیکٹران کے طور پر ایک ہی وکر پر آئے گا. تاہم، اس کے ذرات synchrotron اسی میگنےٹ کی انگوٹی کے ذریعے منتقل اور مخالف سمتوں میں ایک ہی برقی شعبوں کی طرف سے تیز کر سکتے ہیں کا مطلب ہے کہ. اس اصول بہت طاقتور colliders بیم ٹکرانے پیدا پر، ٹی. کے لئے. صرف ایک انگوٹی مسرع کی ضرورت ہے.

synchrotron میں بیم مسلسل منتقل نہیں ہے اور میں ضم "کے clumps." وہ لمبائی میں کئی سینٹی میٹر اور قطر میں ایک ملیمیٹر کا دسواں حصہ، ہو سکتا ہے اور تقریبا ^{12 اکتوبر} ذرات پر مشتمل کر سکتے ہیں. یہ کم کثافت، اس طرح کے مواد کے سائز کے بارے ^{میں 23 اکتوبر کو} جوہری مشتمل تھا. لہذا، ایک colliding کے شہتیروں کو قطع کرتے ہیں، صرف ایک چھوٹا سا احتمال ذرات ایک دوسرے کے ساتھ رد عمل کا اظہار کرے گا کہ نہیں. عملی طور پر تککی کی انگوٹی کے ارد گرد منتقل اور دوبارہ ملنے کے لئے جاری رکھیں. چارج ذرات (10 ^-11 ملی میٹر Hg. V.) کی سرعت میں ہائی ویکیوم حکم کے ذرات ہوا کے سالموں کے ساتھ collisions کے بغیر کئی گھنٹے تک گردش کر سکتے ہیں کہ میں مطلوب ہے. لہذا، انگوٹی بھی مجموعی، کیونکہ بیم دراصل کئی گھنٹے کے لئے اس میں ذخیرہ کیا جاتا ہے.

رجسٹریشن

اکثریت میں چارج ذرہ سریع رجسٹر کر سکتے ہیں اس وقت ہوتی ذرات ہدف یا دیگر بیم مارا جب، مخالف سمت میں آگے بڑھ رہے ہیں. ایک ٹیلی ویژن پکچر ٹیوب میں بندوق سے الیکٹرانوں کی اندرونی سطح پر فاسفر سکرین ہڑتال اور اس طرح منتقل کیا تصویر کو دوبارہ جو روشنی، اخراج کرنے کے لئے. سریع میں ایسے خصوصی ڈٹیکٹر بکھرے ذرات پر ردعمل ظاہر، لیکن وہ عام طور پر کمپیوٹر کے ڈیٹا میں تبدیل کیا ہے اور کمپیوٹر پروگرام کا استعمال کرتے ہوئے تجزیہ کیا جا سکتا ہے کہ برقی اشارے پیدا کرنے کے لئے ڈیزائن کر رہے ہیں. صرف عناصر آئنسازی یا جوہری کی اتیجنا کی طرف سے مثال کے طور پر مواد کے ذریعے گزر برقی سنکیتوں کو پیدا، اور براہ راست پتہ لگایا جا سکتا چارج کیا. مثلا نیوٹرون یا photons کی غیر جانبدار ذرات چارج ذرات وہ تحریک میں ہیں کہ کے رویے کے ذریعے بالواسطہ طور پر پتہ لگایا جا سکتا ہے.

بہت سے خصوصی ڈٹیکٹر موجود ہیں. جیسے ریکارڈنگ پٹریوں یا توانائی کی رفتار کی پیمائش کے لئے ایک گائیکر کاؤنٹر، ایک ذرہ شمار، اور دیگر استعمال، جیسے، ان میں سے کچھ. سائز اور ٹیکنالوجی میں جدید ڈٹیکٹر، چارج ذرات کی طرف سے تیار سطح ionized پٹریوں کا پتہ لگانے ہیں جس کے تاروں کے ساتھ بڑے گیس سے بھرے ایوانوں کو چھوٹے انچارج مل آلات سے مختلف ہو سکتے ہیں.

کہانی

الزام عائد ذرہ سریع بنیادی طور پر جوہری نابیک اور ابتدائی ذرات کی خصوصیات میں تعلیم کے لئے تیار کیا ہے. برطانوی ماہر طبیعات کے افتتاح کے بعد ارنسٹ ردرفورڈ 1919 میں، نائٹروجن مرکز اور ایک الفا ذرہ کا ردعمل، 1932 کو جوہری طبیعیات کے میدان میں تمام تحقیق باہر قدرتی تابکار عناصر کی کشی کی طرف سے جاری ہیلیم نابیک کے ساتھ کئے گئے. قدرتی الفا ذرات 8 مسز کی کائنےٹک توانائی ہے، لیکن ردرفورڈ وہ مصنوعی طور پر ہونا ضروری ہے کہ بھاری نابیک کے کشی کی نگرانی کے لئے کرنے کے لئے بھی اعلی اقدار تیز خیال کیا. وقت میں یہ مشکل لگ رہا تھا. تاہم، کی طرف سے 1928 میں کی گئی حساب کتاب Georgiem Gamovym (کی Göttingen یونیورسٹی، جرمنی میں)، آئنوں بہت کم توانائیوں کو استعمال کیا جا سکتا ہے کہ، اور یہ جوہری تحقیق کے لئے کافی کرن فراہم کرتا ہے کہ ایک سہولت کی تعمیر کرنے کی کوششوں کی حوصلہ افزائی کی گئی ہے کا مظاہرہ کیا.

اس مدت کے دیگر واقعات اصولوں جس کی طرف سے الزام ذرہ سریع اس دن کے لئے تعمیر کر رہے ہیں کا مظاہرہ کیا. مصنوعی طور پر تیز آئنوں کے ساتھ پہلی کامیاب تجربات کیمبرج یونیورسٹی میں 1932 میں Cockroft اور والٹن منعقد کیا گیا. ایک وولٹیج ضارب کا استعمال کرتے ہوئے کی طرف سے، پروٹان 710 کیف کو تیز، اور مؤخر الذکر لیتھیم کے ساتھ رد عمل کا اظہار ہے کہ دو الفا ذرات کی تشکیل کرنے کا مظاہرہ کیا جاتا ہے. 1931 کی طرف سے، نیو جرسی میں پرنسٹن یونیورسٹی میں، رابرٹ وین ڈی Graaff electrostatic کی بیلٹ پہلی اعلی ممکنہ جنریٹر بنایا. وولٹیج ضارب Cockcroft-والٹن جنریٹرز اور وان ڈی Graaff جنریٹر اب بھی سریع کار کے لئے توانائی کے ذرائع کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے.

لکیری گونج سرعت کے اصولی ایچن، جرمنی میں 1928. رہائن ویسٹفالیہ ٹیکنیکل یونیورسٹی رالف Widerøe مظاہرہ کیا گیا تھا، اس نے ان کو بتانے کے لئے دو بار سے زیادہ میں توانائیوں کو سوڈیم اور پوٹاشیم آئنوں کو تیز کرنے کے لئے ایک اعلی AC وولٹیج کا استعمال کیا. 1931 میں امریکہ ارنسٹ Lourens اور ان کے معاون کیلی فورنیا، برکلے یونیورسٹی کے ڈیوڈ سلون میں 1.2 مسز اس سے بڑا توانائیوں کو پارا آئنوں کو تیز کرنے کے لئے اعلی تعدد شعبوں کا استعمال کیا. یہ کام بھاری چارج ذرات Wideröe کی سرعت سے سراہا ہے، لیکن آئن بیم ایٹمی تحقیق میں مفید نہیں ہیں.

مگنیٹک ریزو نینس سرعت یا سائکلوٹران، لارنس Wideröe تنصیب کی ایک ترمیم کے طور پر حاملہ کیا گیا تھا. طالب علم لارنس لونگسٹن 80 کیف کی توانائی کے ساتھ آئنوں بنانے، 1931 میں سائکلوٹران کے اصول کا مظاہرہ کیا. 1932 میں، لارنس اور لونگسٹن 1 مسز سے زیادہ کرنے کے لئے پروٹانوں کی ایکسلریشن کا اعلان کیا. کے بارے میں 4 مسز - بعد ازاں 1930s میں، توانائی cyclotrons 25 مسز بارے میں، اور وان ڈی Graaff تک پہنچ گئی. 1940 میں، ڈونالڈ کرسمس، الینوائے، پہلی betatron، مقناطیسی تعیناتیوں برقیہ سرعت یونیورسٹی میں تعمیر مقناطیس کی ساخت کو مدار کے محتاط حساب کے نتائج کا اطلاق.

جدید طبیعیات: ذرہ سریع

دوسری جنگ عظیم کے بعد اعلی توانائیوں کو ذرات کو تیز کی سائنس میں تیزی سے پیش رفت ہوئی تھی. یہ ماسکو میں برکلے اور ولادیمیر Veksler میں ایڈون میکملن شروع کر دیا. 1945 میں، وہ دونوں ایک دوسرے سے آزادانہ مرحلے استحکام کے اصول بیان کیا ہے. یہ تصور پروٹون توانائی پر پابندیوں کو ہٹا دیا اور ایک مقناطیسی گونج سریع (synchrotrons) ئلیکٹرانوں کے لئے بنانے میں مدد ملی ہے کہ ایک سرکلر مسرع میں ذرات کی مستحکم مدار برقرار رکھنے کے لئے ایک ذریعہ فراہم کرتا ہے. Autophasing، فیز استحکام کے اصول کے نفاذ، کیلی فورنیا کی یونیورسٹی میں ایک چھوٹے synchrocyclotron کی تعمیر اور انگلینڈ میں synchrotron بعد اس بات کی تصدیق کی گئی تھی. کچھ ہی دیر بعد، سب سے پہلے پروٹون لکیری گونج سرعت پیدا کیا گیا تھا. یہ اصول اس کے بعد سے تعمیر کیا تمام بڑے پروٹون synchrotrons میں استعمال کیا جاتا ہے.

1947 میں ولیم ہینسن، کیلی فورنیا میں سٹینفورڈ یونیورسٹی میں، دوسری عالمی جنگ کے دوران ریڈار کے لئے تیار کیا گیا ہے جس میں مائکروویو ٹیکنالوجی کا استعمال کیا جس میں سفر لہر، سب سے پہلے میں الیکٹران لکیری مسرع بلٹ.

تحقیق میں پیش رفت پروٹون توانائی، کبھی بڑے سریع کار کی تعمیر کرنے کے لئے کی قیادت کی جس میں اضافہ کی طرف سے ممکن بنایا گیا. یہ رجحان کے اعلی مینوفیکچرنگ لاگت بہت بڑا مقناطیس انگوٹی روک دیا گیا ہے ہے. سب سے بڑا ارد گرد 40،000 ٹن وزنی ہے. مشین کے سائز کی ترقی کے بغیر توانائی کی بڑھتی ہوئی کے لئے طریقے ردوبدل توجہ مرکوز کی ایک ٹیکنالوجی لیونگسٹن، Courant اور سنائیڈر کے بارے میں 1952 godu میں جانچ کی گئی (کبھی کبھی توجہ مرکوز مضبوط بلایا). اس اصول پر کام کر Synchrotrons، میگنےٹ پہلے کے مقابلے میں 100 گنا چھوٹا استعمال کرتے ہیں. اس طرح توجہ مرکوز تمام جدید synchrotrons میں استعمال کیا جاتا ہے.

1956 میں کرسمس کے ذرات کے دو سیٹ کو قطع مدار پر برقرار رکھا کر رہے ہیں تو، آپ کو ان ٹکرانے دیکھ سکتے ہیں کہ احساس ہوا. اس خیال کی درخواست چکروں میں جمع ہو جانے تیز بیم ضرورت، مجموعی بلایا. یہ ٹیکنالوجی تعامل ذرات کی زیادہ سے زیادہ توانائی حاصل کی ہے.