Synchrotron

Synchrotron, podobnie jak cyklotron, jest urządzeniem służącym do przyśpieszania cząstek naładowanych, przy czym energie kinetyczne ładunków, które uzyskiwane są przy pomocy tego akceleratora cyklicznego są znacznie większe niż energie uzyskiwane w zwykłym cyklotronie.

W przypadku dużych prędkości, stanowiących co najmniej 10% prędkości absolutnej, efekty relatywistyczne, wynikające ze szczególnej teorii względności, są na tyle duże, że powodują, zmianę częstotliwość obiegu ładunku elektrycznego w akceleratorze.

Relatywistyczny wzrost masy ciała (w tym przypadku ładunku) powoduje, że okres obiegu cząstki staje się coraz większy, co w zwykłym cyklotronie doprowadziłoby do takiej sytuacji, w której ładunek nie nadążałby za zmianami kierunku pola elektrycznego, które zachodzą ze stałą częstotliwością cyklotronową.

W synchrotronie problem ten został rozwiązany poprzez możliwość zmian częstotliwości generowanego napięcia, przyspieszającego ładunki oraz poprzez zmiany wartości indukcji pola magnetycznego. Przy odpowiednio dobranych wartościach częstotliwości i indukcji pola ładunki elektryczne poruszają się z częstotliwością równą częstotliwości generowanego napięcia, co sprawia, że są one ciągle przyspieszane.

W przypadku synchrotronu ładunki poruszają się po torze kołowym, a nie po torze spiralnym jak miało to miejsce w przypadku cyklotronu. Powoduje to, że obszar, na który musi oddziaływać pole magnetyczne może być znacznie mniejszy.