Acceleratui de Partixelle

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I acceleratui de partixelle sun de machine elettromagnetiche che riescian a fa cresce l’energia cinetica de partixelle elementari càreghe, che pöan ese elettruin, pusitruin (elettruin puxitivi), prutuin, antiprutuin e iuin de ogni tipu. Ghe da di-i che in queste macchine la relativitæ speciale du Albert Einstein tröva a sö ciü següa applicasiun pratica. Infatti, au cresce dell’energia cinetica, a velusitæ de partixelle cresce de menu perché se avvixi-nna a quella d’a lüxe sensa süperala, mentre a l’è a massa d’a partixella a cresce de lungu, cumme tipicu d’a relativitæ. Pe megiu capise, duviescimu defini-i ün po de formule. L'enegia totale de a partixella è:


E_t = E_c +m_0c^2 \qquad (1)


duve l’energia cinetica E_c è quella furnia dall’acceleratu, m0 a l’è a massa d’a partixellae c a l’è a velusitæ d’a lüxe. Emmu quindi u fattu-u de Lorentz \gamma


 \gamma = \frac {E_t}{mc^2} = \frac{1}{\sqrt{1- \beta^2}} \qquad  (2)


cun


 \beta = {\frac{v}{c}} = \frac{1}{\sqrt{1- \frac{1}{\gamma^2}}} \qquad (3)


duve v a l’è a velusitæ d’a partixellae avendo elaburou u tersu termine dell’equasiun (2).

U valure sempre ciü elevou dell’Energiacinetica che se vueiva rasunse, u l’à cundisiunou l’evolusiun de i acceleratui. Infatti i primmi accelaratiu ean elettrostatici: partixelle quexi ferme de càrega q subiscian l’effetto d’ünn-a differensa de putensiale o tensciun V e arrivan a ünn-a energia cinetica


E_c = qV \qquad        (4)


In particolare, questa tensciun vegne applica-a a dui elettrodi metallici, cun ün pertüsu intu mesu, che sun attraversæ da u fasciu de partixelle. A relasiun (4) a l’è multu impurtante perché, quande “q” u l’è pegiu a a càrega elementare e = 1.60 \quad 10^{-19} Coulomb, puemmu mesüa l’energia in “eleletron-volt”, o eV, e i so multipli. Per esempiu, se ünn-a partixella ferma de càrega elementare, cumme u prutun o ün elettrun, “vedde” ün-na tensciun de mille volt, a so energia cinetca saja de mille eV, o 1 keV; se a tensciun a l’e de ün miliun de volt, l’ energia cinetica saja de ün mega eV, o 1 MeV. E chi finiscian i acceleratui elettrostatici, perche` u l’è impuscibile realista-a tensciuin superiori a qualche miliun de volt. Infatti, ün-na tensciun troppu erta purieiva genera-a scariche elettriche cusci` viulente da distrüsse l’apparatu.

Pe arriva-a a ün miliardu de eV, o GeV duve “G” sta per Giga, occure fa üsu da cuscì dita accelerasiun ciclica che, in parole povie, cunscistieva in fa-a sperimenta-a multe votte a e partixelle ün-na certa tensciun. naturalmente nu pö ese statica. Infatti inti acceleratui elettrostatici a funsiun acceleratrice se esaurisce in mesu ai dui elettrodi: ün all’erata tensciun l’atru a massa, e quindi e partixelle pöan ese acceleræ ün-na votta sula. U rimediu cunsciste in realisa-a ünn-a tensciun variabile into tempu in moddu che e partixelle pöan de lungu subi-i l’effettu d’ünn-a differenza de putensiale accelerante. Existan sustansialmente dui tipi de acceleratui ciclici: u lineare e u circolare.


L’acceleratu lineare o linac

U ciu antigu, inventou da Wideröe, cunscsiste in ünn-a serie de tubbi de lunghessa crescente, separæ ün da l’atru da ün spasiu vöu ditu “gap” (dall’ingleise), cun a differensa de putensiale in ciascünn-a gap che varia ciclicamente in moddu da ese sempre a mexima quande e partixelle attraversan a gap. Questu linac u va ben sulu pe partixelle che viagian a velusitæ non relativistiche che quindi varian senscibilmente a u cres-sce de l’energia. De cunseguensa, a lunghessa di tubbi deve aumenta-a cumme a velusitæ fin a divegni-i eccessiva. Per questa raxun, u linac de Wideröe u l’ è stætu aduviou pe a produsion de iuin de bassa energia.