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¿Por qué ' t un electrón siente un campo eléctrico y así acelerar mientras que dentro del tubo de la deriva de un acelerador lineal?

¿Por qué es la resultante de la fuerza del campo en el interior de los tubos de un acelerador de partículas lineal cero (es decir, las partículas se mueven en la constante de velocidad a través de la sonda)?

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Como en el diagrama, la partícula se acelera entre el espacio de primer tubo (l1) y el segundo tubo (l2), pero no hay aceleración en el tubo. La partícula se mueve con velocidad constante en el tubo. Pero, ¿por qué?

He leído un par de páginas, algunos textos se refieren a eléctrico de detección. Pero estoy confundido acerca de eso.

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aceinthehole Puntos 1460

OK, así que la pregunta es "¿por Qué hay partes del linac que no se utilizan para la aceleración de las partículas?".

Esa es una buena pregunta y puede no ser obvia.

Primeras etapas

Los diagramas en la cuestión muestran a una etapa temprana del acelerador. En este punto, las partículas son todavía no-relativista o sólo ligeramente relativista, lo que significa que la velocidad de la partícula cambia a medida que se pone más energía.

Pareja que con el hecho de que el potencial acelerador es proporcionada por un único radio frecuencia de la señal y de la aceleración de las regiones tiene que ser más alejadas como las partículas se mueven hacia abajo el tubo (porque va más rápido, pero el tiempo para cambiar la polaridad de la señal es una constante a lo establecido por la frecuencia de RF).

Si usted se la aceleración de una partícula, entonces en principio deriva cada tubo puede ser un fino collar de director de orquesta, pero debido a que la gestión de un "grupo" que se puede propagar a lo largo del eje de la viga, los valores atípicos podría ser la siguiente o la anterior de la célula, donde el campo se invierte relativa a la dirección deseada. Para evitar que la deriva de los tubos están diseñados para organizar una baja de la región de campo entre la aceleración de cada región y asegurarse de que todo el montón recibe un empuje en la dirección correcta. (De hecho, es posible y conveniente organizar a los líderes a tener un poco menos de inserción y a los rezagados para obtener un poco más para que los racimos obtener más estrictos a medida que avanza.)

Consideración General más adelante

Un "rayo" en un típico acelerador no es uniforme, sino que consiste en un montón de "racimos" y se mueve en un de alta calidad, laboratorio de vacío. Entonces, ¿qué es un grupo? Es un número de partículas cargadas (lo que hace que la viga) cerca uno del otro. Estas partículas están sujetas a la de Coulomb la fuerza y tratan de alejarse el uno del otro. Si esto ocurre, el rayo va a crecer cada vez más grandes y, finalmente chocar contra las paredes de la viga de tubo.

Para evitar que el rayo tiene que ser pasado a pesar de cuadrupolo imanes de vez en cuando. Estos ocupan espacio en la línea de luz (y es mucho más fácil y más barato para tener separados los imanes y klistrones que tratar de ingeniero de ellos en una sola unidad).

El rayo también debe ser dirigida a mantener en curso y puede ser necesario girar (porque incluso "lineal" aceleradores tienen curvas en los lugares). Esto requiere dipolo imanes. De nuevo, estos son independientes de los klistrones, aunque en algunos casos, las personas a construir combinado dipolo y cuadrupolo imanes; tél Fermilab logotipo es un diagrama de las líneas de campo en un "hexapole".

También es necesario instrumento de la viga para la corriente, vigas de tamaño, halo, posición y así sucesivamente. Todos los instrumentos ocupan espacio a lo largo de la línea de luz.

Así que la respuesta corta es "utilizamos todos los de la línea de luz que está disponible."


¿Por qué el rayo se mueve a velocidad constante cuando no está siendo acelerado es sólo la primera ley de Newton.

La razón por la que los racimos están espaciados de manera que existen en cada aceleración de la región (llamada caries), es debido a que la aceleración es proporcionada por un radio frecuencia de la señal. Todos los otros cavidad tiene su campo señalando el camino equivocado (es decir, para desacelerar la viga).

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AdrieanKhisbe Puntos 113

No estoy seguro si he entendido el OP. La pregunta que me estoy respondiendo es, ¿por qué no un electrón siente un campo eléctrico y por lo tanto acelerar mientras que en el interior del tubo de deriva de un acelerador lineal?

El campo eléctrico en el interior del tubo de deriva es casi cero. Considerar la deriva del tubo de carga, cilindro hueco. El campo eléctrico en el interior de un cilindro es igual a cero por la ley de Gauss y la simetría,

$$ \cualquier \vec E \cdot \rm d \vec A = Q/\epsilon_0 =0, $$ debido a que la carga encerrada, $Q$, por una superficie cerrada en el cilindro es cero. Como no hay campo eléctrico en el interior del tubo de deriva, un electrón no está acelerado.

En realidad, la deriva de los tubos no están aislados unos de otros, y por lo tanto contienen pequeños campos eléctricos.

Para una explicación de la ley de Gauss, por ejemplo, leer la wiki.

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DarioP Puntos 2902

Voy a ir a algunos de los "por qué los niveles", espero que uno de los aciertos de la suya.

La partícula se mueve a una velocidad constante en el interior del tubo debido a que no hay aceleración de campo en el interior del tubo.

En el interior del tubo no es la aceleración de campo debido a que el agujero del tubo es pequeño con respecto al campo de longitud de onda y por tanto no se puede entrar (de lo contrario sería actuar como una guía de onda!).

Los tubos son de allí a la pantalla de la mayoría de la forma sinusoidal de voltaje, de modo que cuando una partícula que sale de un tubo, el campo eléctrico es siempre en torno a su máximo. En particular, queremos a la pantalla de la desaceleración de la fase, sino también algunos de los acelerando así que tenemos un aplanador de campo (tanto en el tiempo y en el espacio) y que incluso las partículas, un poco por delante o por detrás de ver casi a la misma tensión.

Para una mejor revisión de las ideas es agradable a la vista una imagen real como este de una estructura de Linac 4 en el CERN.

Drift Tube structure of Linac4 at CERN

Los tubos de aquí parecen más a los donuts, que está suspendida en el centro del tanque. La viga ($H^-$) atraviesa el hueco agujero en el centro. El tanque permite disponer de vacío y también contiene la Frecuencia de Radio (RF) de campo. La frecuencia de RF es $\sim350~$MHz y la velocidad de las partículas es $\sim0.1~c$, esto significa que las partículas consulte acerca de la $40^\circ$ de la RF período (esperemos centrada en el máximo!) ir a través de un típico brecha de $1~$cm entre los tubos. Última observación: los tubos se ve tan graso debido a que hay (permanente) (cuadrupolares) imanes dentro de ellos para mantener el haz concentrado como pasa a través de un pequeño agujero.

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