МИКРОТРО́Н

Траектории частиц в классическом (а) и разрезном (б) микротронах: 1 – ускоряющий элемент; 2 – магнитная система; 3 – линейный ускоритель электронов.

МИКРОТРО́Н (от мик­ро... и …трон), цик­лич. ре­зо­нанс­ный ус­ко­ри­тель, в ко­то­ром ус­ко­ре­ние час­тиц осу­ще­ст­в­ля­ет­ся элек­тро­маг­нит­ным СВЧ-по­лем по­сто­ян­ной час­то­ты; при­ме­ня­ет­ся для ус­ко­ре­ния лёг­ких час­тиц (элек­тро­нов и по­зи­тро­нов). Тра­ек­то­рия ус­ко­ряе­мо­го пуч­ка час­тиц фор­ми­ру­ет­ся по­сто­ян­ным во вре­ме­ни од­но­род­ным маг­нит­ным по­лем и пред­став­ля­ет со­бой се­мей­ст­во ок­руж­но­стей с уве­ли­чи­ваю­щим­ся ра­диу­сом, со­при­ка­саю­щих­ся в точ­ке, рас­по­ло­жен­ной в цен­тре ус­ко­ряю­ще­го за­зо­ра (рис., а). Ре­зо­нанс­ное ус­ко­ре­ние в M. реа­ли­зу­ет­ся бла­го­да­ря то­му, что вре­мя дви­же­ния час­тиц по ка­ж­дой ор­би­те крат­но пе­рио­ду ус­ко­ряю­ще­го по­ля и ко­эф. крат­но­сти воз­рас­та­ет на еди­ни­цу от ор­би­ты к ор­би­те. В ре­зуль­та­те час­ти­цы ка­ж­дый раз ока­зы­ва­ют­ся в за­зо­ре в ус­ко­ряю­щей фа­зе по­ля и уве­ли­чи­ва­ют свою энер­гию.

Прин­цип дей­ст­вия M. пред­ло­жен в 1944 В. И. Векс­ле­ром на ос­но­ве от­кры­то­го им яв­ле­ния ав­то­фа­зи­ров­ки час­тиц в ре­зо­нанс­ных ус­ко­ри­те­лях. В 1960 рос. фи­зи­ком А. А. Ко­ло­мен­ским бы­ла ре­ше­на за­да­ча фа­зо­во­го дви­же­ния элек­тро­нов в М. Оп­ре­де­ляю­щи­ми в раз­ви­тии М. яви­лись тео­ре­тич. и экс­пе­рим. ре­зуль­та­ты, по­лу­чен­ные груп­пой ис­сле­до­ва­те­лей под рук. рос. фи­зи­ка С. П. Ка­пи­цы.

Энер­гии элек­тро­нов в клас­сич. М. обыч­но не пре­вы­ша­ют 30 МэВ. Ог­ра­ни­че­ние на даль­ней­ший рост энер­гии на­кла­ды­ва­ет­ся раз­ме­ра­ми маг­ни­та, ме­ж­ду по­лю­са­ми ко­то­ро­го дви­жет­ся ус­ко­ряе­мый пу­чок, а так­же воз­рас­таю­щи­ми тре­бо­ва­ния­ми к од­но­род­но­сти маг­нит­но­го по­ля при уве­ли­че­нии раз­ме­ров ус­ко­ри­те­ля. Это ог­ра­ни­че­ние от­сут­ст­ву­ет в т. н. раз­рез­ном М., в ко­то­ром вме­сто ус­ко­ряю­ще­го за­зо­ра ис­поль­зу­ет­ся ли­ней­ный ус­ко­ри­тель элек­тро­нов, а маг­нит­ная сис­те­ма име­ет неск. сек­то­ров (рис., б). Круп­ней­шим раз­рез­ным М., ра­бо­таю­щим в ре­жи­ме ре­ку­пе­ра­ции энер­гии элек­тро­нов, яв­ля­ет­ся ус­ко­ри­тель Нац. ус­ко­ри­тель­но­го цен­тра им. Т. Джеф­фер­со­на (США). Этот М. ис­поль­зу­ет сверх­про­во­дя­щие ус­ко­ряю­щие струк­ту­ры и по­зво­ля­ет ус­ко­рять элек­тро­ны до энер­гии 5,71 ГэВ.

M. при­ме­ня­ют­ся в ядер­ной фи­зи­ке, ме­ди­ци­не, не­раз­ру­шаю­щем кон­тро­ле, а так­же в ка­че­ст­ве ин­жек­то­ров для ус­ко­ри­те­лей вы­со­ких энер­гий, напр. син­хро­тро­нов.