المعجل التوافقي الدوار

كان هذا الجهاز أول معجل ناجح يعمل وفق مبدأ استقرار الطور. وكان أول جهاز يعمل في بيركلي قطره 27 بوصة. ثم حول سيكلوترون آخر في بيركلي أيضاً إلى سينكروسايكلوترون بقطر يساوي 184 بوصة. وتمكن هذا الجهاز من تسريع الديوترونات إلى 200 م. ا. ف. وجسيمات α إلى 400 م. أ .ف. وتم تعجيل هذه الجسيمات بتغيير التردد من 11.5 ميجاهيرتز عند زمن الحقن إلى 9.8 ميجاهيرتز عندما وصلت الجسيمات إلى نهاية صندوق (D). وبلغت شدة المجال المغناطيسي عند المركز 1.5 تسلا وكان وزن المغناطيس يساوي 4000 طن. بينما كان جهد (D) يساوي 15 كيلوفولت. كما تمكن نفس الجاز السابق من تعجيل البروتونات إلى 350 م.أ.ف. عندما تغير التردد من 23 إلى 15.6 ميجاهيرتز.

نبين في الشكل (1) تصميماً للسينكروسايكلوترون (أو المعجل التوافقي الدوار) العامل في بيركلي. حيث استخدمت هنا (D) واحدة فقط بينما وصل أحد طرفي المذبذب بهذا الصندوق والطرف الآخر بالأرض. وقد أجريت تعديلات أخرى على هذا الجهاز حيث بلغت الطاقة 750 م. أ. ف. وهناك العديد من هذه الأجهزة المنشرة الآن حول العالم.

الشكل (1)

هناك واحدة في دوبنا بروسيا تعجل البروتونات إلى 680 م.أ. ف. وواحدة أخرى في سيرن (European Organization for Nuclear Research) CERN الواقعة في جنيف بسويسرا تستطيع تعجيل البروتونات إلى 600 م.أ.ف. هناك العديد من المحاسن لهذه الأجهزة: تستخدم هنا (D) واحدة بدلاً من اثنتين كما في السيكلوترون التقليدي، ولو أن ذلك يعني تعجيل الجسيمات خلال نصف دورة فقط إلا أن لهذه التقنية مزايا كهربية وميكانيكية عديدة، فعند استخدام تفريغ مناسب لا يوجد هناك حد لعدد الدورات التي تدورها الجسيمات. وهذا يمكننا من استخدام مذبذب ذو قدرة منخفضة (حوالي 15 كيلووات) ويمكن الحصول على طاقات عليا عندما تبلغ عدد الدورات 50000 دورة.

أما عيب هذه الأجهزة فيتمثل في أننا نحصل منها على نبضات من الجسيمات وليس فيضاً مستمراً. وذلك لأنه يتم تعجيل مجموعة واحدة من الجسيمات فقط عند دورة كاملة من التردد ثم تبدا مجموعة أخرى مع بداية دورة جديدة للتردد. ويمكن الحصول على 60 نبضة في الثانية وتبلغ شدة الشعاع بضعة ميكرو أمبيرات ولكنها كافية لإجراء العديد من التجارب.