[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.W ten sposób powstawałaby wiązka o energii 1 MeV (10 000 eV x 100 okrążeń= 1 MeV).Wiązka ta miała być  pożyteczna dla badań jądra atomowego.Pierwszy takicyklotron, zbudowany przez Stanleya Livingstone'a, ucznia Lawrence'a, osiągnął jedynie80 keV (80 tysięcy eV).Lawrence zaczął wtedy działalność na wielką skalę.Otrzymałogromną dotację w wysokości tysiąca (!) dolarów na zbudowanie urządzenia mogącegodoprowadzić do rozbicia jądra.Płyty pełniące funkcję biegunów magnesu miały 27 cmśrednicy.Maszyna ta w roku 1932 przyspieszała protony do bardzo wysokiej energii 1,2MeV.Protony te zderzano z atomami litu i innych pierwiastków zaledwie w parę mie-sięcy po podobnym osiągnięciu grupy Cockcrofta i Waltona z Cambridge.Lawrencezajął wprawdzie drugie miejsce, ale i tak mógł się czuć zwycięzcą. 176Wielka nauka i genius loci KaliforniiLawrence był człowiekiem o niespotykanej energii i zdolnościach.Był ojcem WielkiejNauki.Termin ten odnosi się do działalności ogromnych scentralizowanych placówekbadawczych, wielce złożonych i kosztownych, w których współpracuje ze sobą bardzowielu naukowców.Ewoluując, Wielka Nauka wykształciła nowy styl prowadzenia badań -prace zespołowe.Pojawiły się też specyficzne problemy socjologiczne, o których jesz-cze pomówimy.Od czasów Tychona Brahego, pana Uraniborgu, obserwatorium na wy-spie Hven, nie widziano nikogo podobnego do Lawrence'a.Sprawił on, że Stany Zjed-noczone zaczęły się liczyć w świecie fizyki jako poważny partner w dziedzinie badańeksperymentalnych.Przyczynił się do wytworzenia tej romantycznej, otaczającej Kalifor-nię atmosfery, która charakteryzuje się fascynacją nowinkami technicznymi i zamiłowa-niem do skomplikowanych i kosztownych przedsięwzięć.Wszystko to stanowiło pocią-gające wyzwanie dla młodej Kalifornii, a także dla całych młodych Stanów Zjednoczo-nych.W roku 1934 Lawrence wytwarzał już wiązki deuteronów o energii 5 MeV za po-mocą cyklotronu o średnicy 95 cm.Deuteron, jądro składające się z jednego protonu ijednego neutronu, został odkryty w 1931 roku.Okazało się, że lepiej niż proton nadajesię do zapoczątkowywania reakcji jądrowych.W roku 1936 Lawrence dysponował jużwiązką o energii 8 MeV.W roku 1939 maszyna o średnicy półtora metra osiągała 20MeV.Kolejne monstrum, którego budowę rozpoczęto w 1940 roku, a zakończono powojnie, miało magnes ważący 10 tysięcy ton! Ze względu na użyteczność cyklotronówprzy rozwiązywaniu tajemnic jądra zaczęto je budować na całym świecie.W medycyniezastosowano je do leczenia nowotworów.Wiązka cząstek skierowana na nowotwór sta-nowi niszczącą dawkę energii.Obecnie w szpitalach rozsianych po całych StanachZjednoczonych używa się ponad tysiąca cyklotronów.Jednak w placówkach badaw-czych zajmujących się fizyką cząstek elementarnych porzucono cyklotrony dla nowegotypu urządzeń.Synchrotron: tyle okrążeń, ile chceszDążenie do otrzymywania coraz wyższych energii nasiliło się i ogarnęło cały świat.Ba-dając nowy zakres energii, zawsze dokonywano nieoczekiwanych odkryć.Jednocześniepojawiały się też nowe zagadki, co wzmacniało chęć osiągania jeszcze wyższych ener-gii.Bogactwo przyrody zdawało się czekać ukryte w jądrowym i subjądrowym świecie.Możliwości cyklotronu są z definicji ograniczone.Ponieważ cząstki poruszają się pospirali ku zewnętrznej krawędzi, liczba okrążeń jest w sposób oczywisty określonaprzez rozmiary urządzenia.By umożliwić protonom wykonanie większej liczby okrążeń iuzyskanie większej energii, potrzebny jest większy cyklotron.Pole magnetyczne musiobejmować cały obszar, który zajmuje spirala, więc magnesy powinny być bardzo duże ibardzo.kosztowne.Na scenę wkracza synchrotron.Jeśli cząstka będzie się poruszaćnie po spiralnej, lecz po kołowej orbicie o ustalonym promieniu, to wystarczyłby tylkowąski magnes rozciągający się wzdłuż tej orbity.W miarę jak cząstki nabierają energii,pole magnetyczne mogłoby być zwiększane synchronicznie, tak aby krążyły one po or-bicie o stałym promieniu.Sprytnie! W ten sposób można zaoszczędzić całe tony żela- 177za, ponieważ rozmiary magnesów ustawionych poprzecznie do toru ścieżki można terazzredukować do kilku centymetrów zamiast dotychczasowych metrów.Zanim zacznę omawiać osiągnięcia będące udziałem ostatniego dziesięciolecia,muszę wspomnieć o dwóch istotnych faktach [ Pobierz całość w formacie PDF ]