Les accélérateurs circulaires
Le premier accélérateur de particules circulaire fut le cyclotron
de Lawrence et Livingston en 1931.
Les accélérateurs circulaires font tourner les particules
presque en "rond". Elles font plusieurs fois le tour, en gagnant de l'énergie à chaque
fois. Ainsi, on obtient des énergies que l'on aurait eues uniquement avec un linac très,
très long.
Dans un accélérateur circulaire, le faisceau de particules, après son accélération
initiale dans un linac, pénètre dans le tube à vide ( qui a une forme d'anneau).
A un (ou plusieurs) endroit du tube règne un champ électrique qui accélère les particules
à chacun de leur passage.
Deux types d'électro-aimants sont plaçés le long de l'anneau:
- Les premiers sont les aimants de courbure qui obligent les particules
à tourner. Ils créent un champ magnétique perpendiculaire
au plan de
l'anneau. La force de Lorentz provoquée par ce champ, dont la formule est
Cette force va vers le centre et oblige les particules à tourner.
- Les deuxièmes sont les aimants de focalisation
,
ils permettent au
faisceau d'électrons de rester concentré et replace les électrons qui partent
dans la mauvaise direction.
En tournant, les particules perdent de l'énergie en émettant une radiation
appelée rayonnemement synchrotron.
Certains accélérateurs sont spécialisés dans l'étude de
ce rayonnement, comme le synchrotron de Grenoble.
Pour d'autres, il faut baisser cette perte d'énergie en augmentant le rayon
de courbure de l'anneau. C'est pourquoi, certains accélérateurs ont des rayons
de plusieurs kilomètres.
Pour finir, il faut savoir qu'il existe deux principaux
types d'accélérateurs circulaires:
- Dans les cyclotrons, le champ magnétique
est constant mais le
rayon de l'orbite des particules augmente de façon continue. Les
particules y décrivent une spirale.
- Dans les synchrotrons, le champ magnétique
varie en fonction de l'énergie
des particules pour qu'elles décrivent un cercle.
RETOUR AU SOMMAIRE PAGE SUIVANTE