कण त्वरक हे एक असे यंत्र आहे जे आयॉन उच्च वेगाने आणि ऊर्जेने प्रवेगित करण्यासाठी विद्युतचुंबकीय क्षेत्राचा वापर करते, जेणेकरून त्यांना एका सुस्पष्ट कण पुंजात सामावून ठेवता येते. कण भौतिकशास्त्रातील मूलभूत संशोधनासाठी लहान त्वरकांचा वापर केला जातो. सघन पदार्थ भौतिकशास्त्राच्या अभ्यासासाठी सिंक्रोट्रॉन प्रकाश स्रोत म्हणूनही त्वरकांचा वापर होतो. लहान कण त्वरकांचा वापर विविध प्रकारच्या अनुप्रयोगांमध्ये केला जातो; ज्यामध्ये कर्करोग उपचारासाठी कण उपचार, वैद्यकीय निदानासाठी रेडिओआसोटोप निर्मिती, अर्धवाहकांच्या उत्पादनासाठी आयॉन रोपक, आणि रेडिओकार्बनसारख्या दुर्मिळ समस्थानिकांच्या मोजमापासाठी त्वरक वस्तुमान वर्णपटमिती यांचा समावेश होतो.
मोठ्या त्वरकांमध्ये न्यू यॉर्कमधील ब्रुकहेव्हन नॅशनल लॅबोरेटरी येथील रिलेटिव्हिस्टिक हेव्ही आयॉन कोलायडर आणि स्वित्झर्लंडमधील जिनिव्हाजवळ सर्न द्वारे संचलित जगातील सर्वात मोठा त्वरक असलेला लार्ज हॅड्रॉन कोलायडर समाविष्ट आहे. हा एक टक्कर देणारा त्वरक आहे, जो प्रोटॉनच्या दोन पुंजांना ६.५ टीईव्ही ऊर्जेपर्यंत प्रवेगित करू शकतो आणि त्यांची समोरासमोर टक्कर घडवून १३ टीईव्ही ची वस्तुमान-केंद्र ऊर्जा निर्माण करू शकतो. जगभरात ३०,००० पेक्षा जास्त त्वरक कार्यान्वित आहेत.
त्वरकांचे दोन मूलभूत वर्ग आहेत: स्थिरविद्युत आणि विद्युतगतिज (किंवा विद्युतचुंबकीय) त्वरक. स्थिरविद्युत कण त्वरक कणांना प्रवेगित करण्यासाठी स्थिर विद्युत क्षेत्राचा वापर करतात. कॉकक्रॉफ्ट-वॉल्टन जनरेटर आणि व्हॅन डी ग्राफ जनरेटर हे याचे सर्वात सामान्य प्रकार आहेत. जुन्या पारंपरिक दूरदर्शन संचातील कॅथोड-किरण नलिका हे या वर्गाचे एक लहान प्रमाणावरील उदाहरण आहे. या उपकरणांमधील कणांसाठी साध्य करता येणारी गतिज ऊर्जा ही प्रवेगक व्होल्टेजद्वारे निर्धारित केली जाते, ज्याची मर्यादा विद्युत खंडनाद्वारे निश्चित होते. दुसरीकडे, विद्युतगतिज किंवा विद्युतचुंबकीय त्वरक कणांना प्रवेगित करण्यासाठी बदलणाऱ्या विद्युतचुंबकीय क्षेत्रांचा (किंवा चुंबकीय प्रवर्तन किंवा दोलनणाऱ्या रेडिओ वारंवारता क्षेत्रांचा) वापर करतात. या प्रकारांमध्ये कण एकाच प्रवेगक क्षेत्रातून अनेक वेळा जाऊ शकत असल्याने, मिळणारी ऊर्जा प्रवेगक क्षेत्राच्या क्षमतेवर मर्यादित राहत नाही. १९२० च्या दशकात प्रथम विकसित झालेला हा वर्ग बहुतांश आधुनिक मोठ्या प्रमानावरील त्वरकांचा पाया आहे.
कण त्वरक
तुम्हाला हे नक्कीच माहित नसेल!
