Юный техник 1957-08, страница 59

'ШГ

изменить ни свойства «снарядов», ни скорость их полета. Уже из опытов по превращению ядер при помощи частиц физикам стало ясно, что для успешной работы необходимы частицы с энергией в несколько миллионов электроновольт.

Это привело к мысли о создании специальной машины, ускоряющей заряженные частицы. Ученые решили разгонять частицы при помощи мощного электрического поля, в котором частица «падала» бы под действием разницы потенциалов. Чем больше эта разница, тем скорей будет двигаться частица. А чтобы ее движению ничто не мешало, в приборе нужно было создать вакуум.

Эти соображения и были положены в основу при постройке первой установки для разгона элементарных частиц — линейного ускорителя. Принцип его действия прост. В трубе, из которой выкачан воздух, расположены через определенные промежутки электроды. С одного конца в трубку влетают протоны — ядра атомов водорода. При прохождении по трубке они в каждом межэлектродном промежутке «подстегиваются» электрическим полем. Поэтому их скорость возрастает от электрода к электроду. В конце трубки разогнанные протоны ударяются о мишень из исследуемого вещества.

Линейные ускорители позволили получить частицы высоких энергий. Это было первое «орудие ядерной артиллерии», позволившее человеку выбирать в зависимости от потребности вид и скорость «снаряда». Но это орудие обладало рядом недостатков, что толкало ученых на поиски новых решений проблемы. В 1930 году американский физик Лоуренс пришел к оригинальной идее: создать ускоритель, в котором будет не великое множество электродов (а их число у некоторых линейных ускорителей перевалило уже за тридцать!), а всего два. Но они должны были быть расположены в магнитном поле. Зачем — станет ясно из дальнейшего.

Идея Лоуренса сразу нашла горячих сторонников. Предложенный им ускоритель, получивший название «циклотрон», в дальнейшем совершенствовался учеными ряда стран. Что же представляет собой эта установка?

Между полюсами мощного электромагнита расположена вакуумная камера, имеющая форму короткого цилиндра. Внутри него находится другой цилиндр, разделенный по вертикали на два полуцилиндра. Эти полуцилиндры называются дуантами. В середину камеры подводится через специальную трубку водород, который ионизируется в газовом разряде. Образовавшиеся протоны летя1 прямолинейно, но магнитное поле, пронизывающее камеру сверху вниз, заворачивает частицы, заставляет их двигаться по окружности. Так обстоит дело внутри дуантов. Но вот группа протонов, пройдя полуокружность, очутилась в узкой щели между дуантами. Здесь частицы попадают под действие электрического поля переменного тока, которое их как бы подстегивает и с силой вбрасывает в противоположный дуант.

Скорость частиц возросла. Когда они, пройдя свой путь Енутри второго дуанта, опять окажутся в просвете между дуантами, электрическое поле, успевшее к этому времени переме* нить направление, вновь подстегивает частицы, отчего скорость

4 «Юный техник» № 8

49