А синкротрон је дизајн цикличког акцелератора честица у којем сноп наелектрисаних честица пролази више пута кроз магнетно поље да би добио енергију на сваком пролазу. Како сноп добија енергију, поље се прилагођава како би одржало контролу над стазом снопа док се креће око кружног прстена. Принцип је развио Владимир Векслер 1944. године, са првим електронским синхротроном изграђеним 1945. године и првим протони синкротрон изграђен 1952.
Како функционише Синцхротрон
Синхротрон је побољшање на циклотрон, који је осмишљен 1930-их. Код циклотрона, сноп наелектрисаних честица креће се кроз константно магнетно поље које усмери сноп спиралним путем, а затим пролази кроз константно електромагнетно поље које обезбеђује повећање енергије при сваком проласку кроз поље. Ово налет кинетичке енергије значи да се сноп креће кроз мало шири круг на пролазу кроз магнетно поље, добијајући још један удар и тако даље, све док не достигне жељене нивое енергије.
Побољшање које води ка синхротрону је да уместо коришћења сталних поља, синхротрон примењује поље које се мења у времену. Како сноп добија енергију, поље се у складу с тим прилагођава тако да држи сноп у средини цеви која садржи сноп. То омогућава већи степен контроле над снопом, а уређај може бити изграђен да обезбеђује више повећања енергије током циклуса.
Једна специфична врста синхротронског дизајна назива се складишни прстен, што је синхротрон који је дизајниран са једином сврхом одржавања константног нивоа енергије у снопу. Многи акцелератори честица користе главну струју акцелератора да убрзају сноп до жељеног нивоа енергије пребаците га у прстен за чување док се не може сударати са другим снопом који се креће супротно правац. Ово ефективно удвостручује енергију судара без потребе за стварањем два пуна акцелератора како би се добила два различита зрачења до пуног нивоа енергије.
Мајор Синцхротронс
Цосмотрон је био протонски синхротрон изграђен у Броокхавен Натионал Лаборатори. Пуштен је у рад 1948. године, а пуну снагу 1953. године. У то време је то био најмоћнији уређај изграђен, требало је да достигне енергију од око 3,3 ГеВ, а остао је у раду до 1968. године.
Изградња на Беватрону у Националној лабораторији Лавренце Беркелеи започела је 1950., а завршена је 1954. године. Беватрон је 1955. године коришћен за откривање антипротона, достигнућа које је добило Нобелову награду за физику из 1959. године. (Занимљива историјска напомена: Звали су га Беватраон зато што је постигао енергије од приближно 6,4 БеВ, за „милијарде електронаволти“. Усвајањем СИ јединицемеђутим, префикс гига- је усвојен за ову скалу, па се нотација променила у ГеВ.)
Акцелератор честица Теватрон у Фермилабу био је синхротрон. Способан да убрза протоне и антипротоне до нивоа кинетичке енергије нешто нижим од 1 ТеВ, био је најмоћнији акцелератор честица на свету до 2008. године, када га је надмашио Велики хадронски сударач. Главни акцелератор на 27 километара на Великом хадронском сударачу је такође синхротрон и актуелни је у стању да постигну енергије убрзања од око 7 ТеВ по снопу, што резултира 14 ТеВ судара.