Le particelle elementari

Il ciclotrone

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Ernest Lawrence
Ernest Lawrence
Canton 1901
Palo Alto 1958

schema del ciclotrone
Schema del ciclotrone
Il ciclotrone fu il primo acceleratore circolare di particelle, inventato nel 1930 a Berkeley dal fisico statunitense Lawrence.

L'idea di base Ŕ legata al comportamento di particelle cariche in moto in un campo magnetico uniforme.
Le particelle cariche seguono infatti orbite circolari con raggio proporzionale alla velocitÓ e con frequenza di rotazione che non dipende dalla velocitÓ.

Il ciclotrone Ŕ formato da due semicilindri (D) sotto vuoto e immersi in un intenso campo magnetico perpendicolare alle basi.

Tra i due D Ŕ applicata una intensa differenza di potenziale alternata.
Si ottiene quindi una traiettoria a spirale al termine della quale la particella esce tangenzialmente dalla macchina.

Animazione

Il ciclotrone fu un progresso rispetto ai precedenti acceleratori lineari, ma aveva dei limiti sulle energie massime raggiungibili, legati a effetti relativistici.
Infatti la frequenza di oscillazione dipende dalla massa della particella e questa aumenta con la velocitÓ.

Per raggiungere energie superiori, a partire dagli anni 50 del XX Secolo si costruiscono sincrotroni, in cui le particelle cariche si muovono su un percorso circolare grazie a campi elettrici e magnetici sincronizzati.

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Ludovica Battista - Paolo Bernacchioni      www.openfisica.com


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