ҚАРАМА-ҚАРСЫ ШОҚТАР ҮДЕТКІШІ

ҚАРАМА-ҚАРСЫ ШОҚТАР ҮДЕТКІШІ – электр өрісі әсерімен жоғары энергияға дейін үдетілген зарядталған бөлшектердің қарама-қарсы бағытталған шоқтарының соқтығысуы жүзеге асырылатын қондырғылар. Мұндай қондырғыларда бөлшектердің өзара әсерлесуі және лаб. жағдайында жаңа бөлшектердің пайда болуы зерттеледі. Қ.-қ. ш. ү-терінің кең таралған түрлері: электрон-электрондық (е–е–), электрон-позитрондық (е–е+) және протон-протондық (рр) қарама-қарсы шоқтар құрылғылары. Кәдімгі үдеткіштерде бөлшектердің өзара әсерлесуі жоғары энергияға дейін үдетілген шоқтардың қозғалмайтын (тыныштықтағы) нысана бөлшектерімен соқтығысуы кезінде зерттеледі. Физ. эксперимент кезінде үдеткіште алынған шоқтар тыныштықта тұрған (қозғалмайтын) нысанаға бағытталады. Осы кезде шоқтың нысана бөлшектерімен өзара әсерлесу сипаты соқтығысатын бөлшектердің энергиясымен лаб. санақ жүйесінде (л. с. ж.) емес, инерция центрі санақ жүйесінде (и. ц. ж.) анықталады: шоқ бөлшектері энергиясының негізгі бөлігі реакция өнімдерінің кинетик. энергиясына айналады. Массалары бірдей (m0) соқтығысқан екі бөлшектің біреуі л. с. ж-нде тыныштықта болып, ал екіншісі релятивистік жылдамдықпен [с (жарық жылдамдығына)  жақын] қозғалса, и. ц. ж-ндегі энергиясы  болады, мұндағы 0=m0c2 – бөлшектердің тыныштықтағы энергиясы, ал – л. с. ж-не ұшып енетін бөлшектер энергиясы. Осы қатынастардан күшті релятивистік бөлшектер үшін (>>0) и. ц. ж-ндегі энергияның  энергиядан көп кіші болатындығын көруге болады. Осыған байланысты үдетілген бөлшектердің қарсы шоқтарын пайдалану идеясы іске асырылған болатын. Егер шамалары тең, импульстары қарама-қарсы бағытталған бөлшектер соқтығысатын болса, онда қосынды импульс 0-ге тең болады, онда  бөлшектердің л. с. ж. и. ц. ж-мен сәйкес келеді және соқтығысудан пайда болған эффективті энергия соқтығысатын бөлшектер энергиясының қосындысына тең болады. Жеңіл бөлшектер (электрондар мен позитрондар) үшін қарама-қарсы шоқтардағы әсерлесу процестерін зерттеу өте маңызды, олар үшін 0= 0,5 МэВ. Мыс., энергиясы 1 ГэВ, бір-біріне қарама-қарсы қозғалған электрондар шоғы соқтығысқанда бөлінетін “эффективті” энергияның шамасы 2 ГэВ-ке жетеді; тыныштықтағы бір электрон үшін дәл осындай соқтығысудың эффективті энергиясы соғатын электроннан 4000 ГэВ энергия қажет етер еді. Серпуховтағы (Ресей) протондық үдеткіште алынатын 76 ГэВ энергиялы протон шоқтарын бір-біріне қарсы жібергенде иц=152 ГэВ энергия берген болар еді, ал бұл дегеніміз жоғарыдағы формулаға жүгінсек, тыныштықтағы нысана үшін 12000 ГэВ энергияға сәйкес келеді. Соқтығысқа дейінгі процесс қарқындылығын арттыру үшін зарядталған бөлшектерді арнайы жинақтағыш сақиналарда жинайды, сонымен қатар бөлшектерде жүріп жатқан ток ондаған А-ден төмен болмауы тиіс. Жинақтағыш сақинада – магнит өрісіне орналастырылған сақиналы вакуумды камераларға кәдімгі күшейткіштерден үдетілген зарядталған бөлшектер түседі. Жинақтаушы сақиналардағы жоғары вакуум (10–11 – 10–12 мм сын. бағ.) шоқтардың ұзақ уақыт болуын қамтамасыз етеді (мыңдаған сағат), бұл тәжірибені ұзақ уақыт жасауға мүмкіндік береді. Қазіргі кезде іске қосылған қарама-қарсы шоқтар үдеткіштерінде (Станфорд, АҚШ; ЦЕРН, Швейцария; Серпухов, Ресей) шоқтардың энергиясы 1000 ГэВ-тен асады.

Н. Қойшыбаев

"Қазақ энциклопедиясы"

Қысқа да нұсқа. Жазылыңыз telegram - ға