Историја физика честица је прича о покушају проналажења све мањих комада материје. Док су научници дубоко залазили у састав атома, морали су да пронађу начин да га раздвоје и виде његове градивне блокове. Они се називају "елементарним честицама". За њихово раздвајање било је потребно много енергије. То је такође значило да су научници морали да смисле нове технологије да би радили овај посао.
За то су осмислили циклотрон, врсту акцелератора честица који користи константно магнетно поље за задржавање наелектрисаних честица док се крећу брже и брже у кружном спиралном обрасцу. На крају су погодили мету, што резултира секундарним честицама које ће физичари проучити. Циклотрони се користе у експериментима физике високих енергија деценијама, а такође су корисни у медицинским третманима рака и других стања.
Историја циклотрона
Први циклотрон изградио је на калифорнијском универзитету у Берклију 1932. године Ернест Лавренце у сарадњи са својим студентом М. Станлеи Ливингстон Ставили су велике електромагнете у круг, а затим смислили начин да пуштају честице кроз циклотрон како би их убрзали. Ово дело је заслужило Лавренцеа за Нобелову награду за физику из 1939. године. Прије тога, главни акцелератор честица који се користио био је линеарни акцелератор честица,
Иинац на кратко. Први линац изграђен је 1928. године на Универзитету у Ахену у Немачкој. Линца се и данас користи, посебно у медицини и као део већих и сложенијих акцелератора.Од Лавренцеова рада на циклотрону, ове тест јединице изграђене су широм света. Универзитет у Калифорнији у Берклију изградио је неколико њих за своју радијациону лабораторију, а први европски објекат је створен у Лењинграду у Русији, у Институту за радијум. Друга је изграђена током раних година Другог светског рата у Хајделбергу.
Циклотрон је био велико побољшање у односу на линац. За разлику од дизајна линац, који је захтевао низ магнета и магнетних поља за убрзање наелектрисаних честица правом линијом, предност је кружног Дизајн је био да ће ток набијених честица стално пролазити кроз исто магнетно поље које стварају магнети изнова и изнова, добивајући мало енергије сваки пут када се то догоди тако. Како су честице добијале енергију, стварале би све веће и веће петље око унутрашњости циклотрона, настављајући да добијају више енергије са сваком петљом. На крају би петља била толико велика да би сноп високоенергетских електрона прошао кроз прозор, кад би ушао у комору за бомбардовање ради проучавања. У суштини, сударили су се са плочом и оне су распршиле честице око коморе.
Циклотрон је био први од акцелератора цикличких честица и пружао је много ефикаснији начин да се убрзају честице за даље проучавање.
Циклотрони у модерном добу
Данас се циклотрони и даље користе за одређена подручја медицинских истраживања и крећу се у величини од отприлике дизајна таблице до величине зграде и веће. Друга врста је синкротрон акцелератор, дизајниран 1950-их и снажнији је. Највећи циклотрони су ТРИКУМФ 500 МеВ Циклотрон, који још увек ради на Универзитету Британске Колумбије у Ванцоуверу, Британској Колумбији, Канада, и суперпреводном прстенастом циклотрону у лабораторији Рикен у Јапану. Дуг је 19 метара. Научници их користе за проучавање својстава честица, нечега што се назива кондензована материја (где се честице лепе једна за другу.
Модернији модели акцелератора честица, попут оних на великом хадронском сударачу, могу далеко надмашити овај енергетски ниво. Ове такозване "атомице за разбијање атома" направљене су да убрзају честице до велике брзине светлости, док физичари претражују све мање комаде материје. Потрага за Хиггсовим Босоном део је рада ЛХЦ-а у Швајцарској. Други акцелератори постоје у Броокхавен Натионал Лаборатори у Њујорку, у Фермилабу у Иллиноису, КЕКБ у Јапану и другима. Ово су веома скупе и сложене верзије циклотрона, све посвећене разумевању честица које чине материју у свемиру.