рали в прискорювачі до 80 кеВ. Навесні 1932 Лоуренс і Лівінгстон побудували 25-сантиметровий протонний прискорювач на 1,2 МеВ. Ще через рік у них була машина, прискорює ядра дейтерію до 5 МеВ. З 1934 року такі установки почали експлуатувати і в інших лабораторіях. Сам Лоуренс спочатку називав свій винахід протонної каруселлю, але незабаром воно стало іменуватися циклотроном.
Циклотрон кардинально змінив експериментальну базу ядерної фізики, і не дивно, що в 1939 році праці Лоуренса були удостоєні Нобелівської премії. А після війни з'ясувалося, що одночасно з Лоуренсом або навіть трохи раніше до такої ж ідеї прийшов угорський фізик Шандор Гаал. У травні 1929 року він відправив рукопис, де був викладений принцип циклотрона, у німецький журнал Zeitschrift fГјr Physic, але редактори не зрозуміли, про що йде мова, і відмовилися її надрукувати.
Синхронні прискорювачі
В
Лоуренс хотів побудувати протонний циклотрон на 100 МеВ, але втрутилися закони фізики. За порогом 20 МеВ протони розганяються настільки сильно, що в дію вступають формули спеціальної теорії відносності. Коли маса частинки починає зростати, частота її звернення, природно, знижується, і частка виходить з резонансу. Найбільші циклотрони, побудовані в Окриджської національної лабораторії в США і в Стокгольмському Нобелівському інституті, могли розігнати протони до 22 МеВ, а ядра дейтерію - до 24 МеВ. Для досягнення великих енергій потрібні циклічні прискорювачі, які можуть забезпечити стабільне відповідність фази прискорює поля руху частки. Циклотрон на таке не здатний. Щоб релятивістські частинки продовжували розганятися в резонансному режимі, потрібно або поступово збільшувати напруженість магнітного поля (тим самим зменшуючи радіус їх траєкторії), або зменшувати частоту коливань електричного потенціалу на дуантах, змушуючи її слідувати за зниженням частоти звернення частинок, або узгоджено змінювати параметри обох полів. Будемо, наприклад, діяти за допомогою одного електричного поля. Припустимо, ми визначили, як знижувати його частоту. Виявляється, цього мало. Початкові швидкості часток не будуть абсолютно однаковими; крім того, під час відкачування повітря деяка частка частинок зіткнеться з його молекулами і зіб'ється з курсу. Прискорювач зможе працювати, лише якщо з часом кількість подібних відхилень буде скорочуватися і частинки повернуться на правильні траєкторії. В іншому випадку всі частинки швидко вийдуть з резонансу. І ось тут на допомогу приходить ефект автофазіровкі, відкритий незалежно один від одного радянським вченим Володимиром Векслером за сприяння Євгена Фейнберг і, деяким пізніше, американцем Едвіном Макмилланом. Вони довели, що кільцеві резонансні прискорювачі можуть вийти за циклотронний межа і розігнати частинки практично до будь-яких енергій - за допомогою особливого режиму коливань електричного потенціалу, який автоматично коригує не дуже більші відхилення частинок від розрахункової фази (...
