Hızlandırıcı FİzİĞİ-2. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Benzer belgeler
Hızlandırıcı Fiziği-2. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Hızlandırıcı Fiziği-2. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Hızlandırıcı Fiziği-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Parçacık Hızlandırıcılar

Hızlandırıcı Fiziği-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Hızlandırıcı Fiziği-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Hızlandırıcı FİzİĞİ-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

The Physics of Particle Accelerators - Klaus Wille ( )

Theory Tajik (Tajikistan)

3. DOĞRUSAL HIZLANDIRICILAR: TEMEL İLKELER

X-Işınları. Numan Akdoğan. 2. Ders: X-ışınlarının üretilmesi.

HIZLANDIRICI FİZİĞİ. Doğru Akım Hızlandırıcıları. Semra DEMİRÇALI Fen Bilimleri Öğretmeni DENİZLİ (TTP-7 Katılımcısı) 05/03/2018

X-Işınları TAC-SR. Numan Akdoğan.

Bugün Evreni oluşturan tüm enerji toplu iğne ucu büyüklüğünden LHC. Zaman, uzay ve madde Büyük Patlama sırasında ortaya çıktı.

Doğrusal Hızlandırıcılar İle Düşük Enerjilerde Protonların ve İyonların Hızlandırılması. Veli Yıldız Mayıs 2012

Hızlandırıcılar ve Çarpıştırıcılar

Meraklısına Parçacık ve Hızlandırıcı Fiziği

Parçacık Hızlandırıcılarına Genel Bakış. Parçacık Hızlandırıcılarının Kısa Tarihi Neden? Nasıl? Nereye? Öznur METE. CERN, Hızlandırıcı Fizikçisi

Proton Demeti Tanı Yöntemleri (Doğrusal Hızlandırıcılarda) Veli YILDIZ 5 Şubat 2015 HPFBU

BAHAR YARIYILI FİZİK 2 DERSİ. Doç. Dr. Hakan YAKUT. Fizik Bölümü

Çağının ötesinde işleri yapma gücünü ve kararlılığını kendinde bulan insanları, belki şu an aramızda olmasalar da, herzaman hatırlayalım.

FİZİK II - Final UYGULAMA

FZM443 PARÇACIK HIZLANDIRICILARI. Prof. Dr. Ömer Yavaş

RADYOTERAPİ CİHAZLARINDAKİ GELİŞMELER. Hatice Bilge

Hızlandırıcı Fiziği. İleri Hızlandırma Yöntemleri. Plazma Dalgası ile Hızlandırma

HIZLANDIRICI FİZİĞİ. HAZIRLAYAN: NAZLI BARIŞ-TTP7 DANIŞMAN: VELİ YILDIZ((Veliko Dimov)

İÇİNDEKİLER -BÖLÜM / 1- -BÖLÜM / 2- -BÖLÜM / 3- GİRİŞ... 1 ÖZEL GÖRELİLİK KUANTUM FİZİĞİ ÖNSÖZ... iii ŞEKİLLERİN LİSTESİ...

- 1 - ŞUBAT KAMPI SINAVI-2000-I. Grup. 1. İçi dolu homojen R yarıçaplı bir top yatay bir eksen etrafında 0 açısal hızı R

A A A A A A A A A A A

FİZİK 2 ELEKTRİK VE MANYETİZMA Elektrik yükü Elektrik alanlar Gauss Yasası Elektriksel potansiyel Kondansatör ve dielektrik Akım ve direnç Doğru akım

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

DOĞRUSAL ve DAİRESEL HIZLANDIRICILAR TTP8/CERN

12. SINIF KONU ANLATIMLI

RF DÖRT-KUTUPLUSU İÇİN DÜŞÜK ENERJİLİ DEMET TAŞIMA HATTI TASARIMI. İçerik

SU Lise Yaz Okulu 2. Ders, biraz (baya) fizik. Dalgalar Elektromanyetik Dalgalar Kuantum mekaniği Tayf Karacisim ışıması

Işınım Kaynakları İçin Benzetim Programları I: SPECTRA

ENİNE DEMET DİNAMİĞİ. Prof. Dr. Abbas Kenan Çiftçi. Ankara Üniversitesi

Toplam

Fiz 1012 Ders 6 Manyetik Alanlar.

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

HPFBU. Parçacık Hızlandırıcılarına Genel Bakış Parçacık Hızlandırıcıların Tarihinden Kısa Notlar ve Bu Okulda Neler Yapacağız?

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Işınım Kaynakları Hakkında Temel Bilgiler. Yrd. Doç. Dr. Zafer Nergiz Niğde Üniversitesi

KUTUP IŞINIMI AURORA.

CERN VE HİGGS HİGGS PARÇACIĞI NEDİR? Tuba KÖYLÜ Bilişim Teknolojileri Öğretmeni Şanlıurfa İl Milli Eğitim Müdürlüğü 27 Haziran 2017

Su Dalgaları Testlerinin Çözümleri. Test 1 in Çözümleri

Hızlandırıcı Fiziği. Enine Demet Dinamiği II. Dr. Öznur METE University of Manchester The Cockcroft Institute of Accelerator Science and Technology

Şekil 5.1 Uçları dışa doğru açılmış, paralel plakalar sistemi

Parçacık Fiziği Söyleşisi

İMÖ 206 VİZE SINAVI - 18 NİSAN 2003

İlk elektronik mikroskobu Almanya da 1931 yılında Max Knoll ve Ernst Ruska tarafından icat edilmiştir.

Yıldızlara gidemeyiz; sadece onlardan gelen ışınımı teleskopların yardımıyla gözleyebilir ve çözümleyebiliriz.

DEMOCRİTUS. Atom hakkında ilk görüş M.Ö. 400 lü yıllarda Yunanlı filozof Democritus tarafından ortaya konmuştur.

Hızlandırıcı ve Parçacık Fiziğinin Diğer Uygulamaları

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Hızlandırıcı ve Parçacık Fiziğinin Diğer Uygulamaları

Antenler, Türleri ve Kullanım Yerleri

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

12. SINIF KONU ANLATIMLI

T.C. TÜBİTAK-BİDEB. YİBO ÖĞRETMENLERİ (FEN VE TEKNOLOJİ-FİZİK, KİMYA, BİYOLOJİ- ve MATEMATİK) PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİM ÇALIŞTAYLARI

Ulusal Proton Hızlandırıcı Çalıştayı

ITAP_Fizik Olimpiyat Okulu 1.Seviye Manyetik_4 Deneme Sınavı: 5 Mart 8 Mart 2014

Elektromanyetik Dalgalar. Test 1 in Çözümleri

Proton, Nötron, Elektron

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

Yeni bir radyoterapi yöntemi: Hadron terapi

Parçacık Hızlandırıcılarının Medikal Uygulamaları 2. Doç.Dr. Bahar DİRİCAN GATA Radyasyon Onkolojisi AD.

Q27.1 Yüklü bir parçacık manyetik alanfda hareket ediyorsa, parçacığa etki eden manyetik kuvvetin yönü?

BÖLÜM I GİRİŞ (1.1) y(t) veya y(x) T veya λ. a t veya x. Şekil 1.1 Dalga. a genlik, T peryod (veya λ dalga boyu)

MANYETIZMA. Manyetik Alan ve Manyetik Alan Kaynakları

TAC PROTON HIZLANDIRICISININ LINAC ALTERNATİFİ İÇİN DTL SİMÜLASYONU. Abdullatif ÇALIŞKAN, Metin YILMAZ

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Dalton atom modelinde henüz keşfedilmedikleri için atomun temel tanecikleri olan proton nötron ve elektrondan bahsedilmez.

Doğayı anlamak için, Parçacıkları, Kuvvetleri ve Kuralları Bilmemiz gerekir. Gordon Kane,Süpersimetri

Parçacık Hızlandırıcılarında RF ve Güç

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi. chem.libretexts.org

04_Nisan _2012 ITAP_Deneme Sınavı

Parmela Proje Soruları Çözümleri. 9 Nisan Esin Çavlan & Ece Aşılar

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

CERN NEDİR? NE ZAMAN VE NİÇİN KURULDU?


GÖKADAMIZ SAMANYOLU GÖKADASI

FİZK Ders 5. Elektrik Alanları. Dr. Ali ÖVGÜN. DAÜ Fizik Bölümü.

PARÇACIK HIZLANDIRICILARININ BİLİME KATKILARI

7.DENEY RAPORU AKIM GEÇEN TELE ETKİYEN MANYETİK KUVVETLERİN ÖLÇÜMÜ

DAİRESEL HIZLANDIRICILAR

Manyetizma. Manyetik alan çizgileri, çizim. Manyetik malzeme türleri. Manyetik alanlar. BÖLÜM 29 Manyetik alanlar

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

METRİ HIZLANDIRICILAR. Mehmet YÜKSELY ÇÜ FBE Fizik ABD.

TARAMA ELEKTRON MİKROSKOBU SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)

ÇALIŞMA YAPRAĞI (KONU ANLATIMI)

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel kavramlar Atomsal yapı

Parçacık Hızlandırıcılarının Tipleri ve Fiziği-II DAĐRESEL HIZLANDIRICILAR. Prof. Dr. Ömer Yavaş Ankara Üniversitesi

X-Işınları. Çalışma Soruları

GÜN IŞIĞI KULLANILARAK İÇ MEKANLARIN AYDINLATILMASI

ATOM ATOMUN YAPISI 7. S I N I F S U N U M U. Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir.

Doğrusal Demet Işıksallığı 2. Fatma Çağla Öztürk

Salim OĞUR. SPP Takımı Adına. SPP de RF Mühendisliği: Güç Kaynağı, İletim Hattı ve Dolaştırıcı

2-MANYETIK ALANLAR İÇİN GAUSS YASASI

Transkript:

Hızlandırıcı FİzİĞİ-2 Veli YILDIZ (Veliko Dimov) 30.01.2019 1

İçerik Hızlı bir tekrar. Doğrusal hızlandırıcılar Doğrusal hızlandırıcılarda kullanılan bazı yapılar. Yürüyen dalga kovukları ve elektron hızlandırma Bazı dairesel hızlandırıcı çeşitleri Döndürgeç (cyclotron) Zayıf odaklama Eşzamanlayıcı (synchrotron) 4-kutuplulu mıknatıslar ile güçlü odaklama Eşzamanlayıcı ışıması Modern hızlandırma teknikleri Plazma hızlandırıcıları 2

Hızlanma mümkün mü? 3

EM dalga İletken bir yapı içerisinde ilerleyen elektromanyetik dalganın elektrik ve manyetik alan yönleri geometri ve frekans tarafından belirlenir. 4

RF kovuğu (Davul kovuk-pill box cavity) f RF = 1 r 5

Kovuğu rf İle doldurmak Antenlerle manyetik indükleme Veya RF penceresi ile (iris) dalga klavuzu eşeksenli kablo 6

7

RF hızlandırıcılar 8

Lorentz kuvveti ԦF = q(e + Ԧv x B) ԦF = qe Sadece elektrik alan varsa (RF kovuklarinda) ԦF = q Ԧv x B Sadece manyetik alan varsa (miknatislarda) 9

Dogrusal hizlandiricilar 10

Farklı hızlarda farklı yapılar Örnek: LIGHT hızlandırıcısı (Linac for Image Guided Hadron Therapy) 11

DTL tankının bileşenleri Sürüklenme tüpleri Odaklayıcı mıknatıslar RF girişi Vakum açıklığı

Normal iletken kovuklar 13

Süperiletken yapılar Süperiletken eliptik kovuklar genelde yüksek enerjiler için 14

Elektron doğrusal hızlandırıcıları proton hızlandırıcılarından farklıdır Protonlarda genelde durağan dalga kovukları kullanılır Elektronlar hafif oldukları için çok çabuk relativistik hızlara çıkarlar. (kovuk tipinin seçiminde hız en önemli faktörlerden biridir). Elektron doğrusal hızlandırıcılarında yüksek frekanslar kullanılır (GHz mertebesinde)! Elektron hızlandırıcılarında genelde yürüyen dalga kovukları kullanılır. 15

Elektron vs. proton 16

Durağan dalga ve yürüyen dalga kovukları Durağan dalga Yürüyen galga 17

Duragan ve ilerleyen dalga ile hızlanma 18

Dalga klavuzu: RF üretecinden elektromanyetik dalgayı RF kovuğuna taşır 19

Yürüyen dalga kovukları SPS EM dalganın faz hızını azaltmak için silindirin içine diskler yerleştirilmiştir!!! 20

Elektron kaynakları Metalleri yüksek sıcaklıklara çıkarttığımızda elektron saçmaya başlarlar (thermionic emission) 21

Elektron kaynakları Metellerin üzerine güçlü bir lazer gönderdiğimizde metaller elektron yayar. 22

Dairesel hızlandırıcılar 23

Döndürgeç (cyclotron) D şeklinde metal levhalar arasında elektrik alanda parçacıklar hızlandırılır. Bütün sistem bir elektromıknatısın içindedir. Sabit hızlı parçacıklar manyetik alanda dairesel yörüngede hareket ederler fakat parçacıkların hızları arttığı için döndürgeçte bu yörünge spiraldir. 24

Döndürgeçte eşzamanlılık nasıl sağlanır? Manyetik alanda parçacıklar merkezi kuvvet etkisinde dairesel yörüngede hareket ederler. Merkezi kuvvet =merkezkaç kuvveti Parçacığın izlediği yörüngenin yarıçapı: Parçacığın bir dönüş için harcadığı zaman (dönme periyodu): Hızdan bağımsız: parçacıkların hızı artsa bile dönme frakansı değişmiyor. 25

Döndürgeçte eşzamanlılık nasıl sağlanır? Parçacıkların dönme frekansına eşit bir frekansa sahip alternatif akım kaynağı kullanarak bu işi kıvırırız! Klasik formulleri kullandık!!! Yüksek hızlara çıkarsak üretecin frekansını parçacıkların hızına göre ayarlamamız gerekli. Parçacıkların dönme peridu artıyor. Eşzamanlılığı korumak için üretecin frekansı azaltılmalı. γ 26

İlk döndürgeç 11,5 cm çapında Ernest Lawrence ve öğrencisi M. Stanley Livingston tarafından gelirtirildi. İlk başarılı deneme 1931 yılında 1,8kV luk üreteç kullanarak protonları 80keV e kadar hızlandırdı. 27

Parçacıklar manyetik alan çizgilerinin şişkinliği sayesinde dikey eksende odaklanıyor!!! Parçacıklar aşağı yukarı hareket edip D lere çapmıyor mu? Yandan görünüş!

Döndürgeç örnekleri Medikal alanda (kanser terapisinde) kullanılan bir döndürgeç.

Eşzamanlayıcı (synchrotron) Parçacıkları RF kovuklarında hızlandırıp bükücü mıknatıslar sayesinde sabit bir yörüngede tutan dairesel hızlandırıcı tipi. Ilk elektron eşzamanlayıcısı: 1945 İlk proton eşzamanlaıyıcsı: 1952 LHC: En büyük en güçlü eşzamanlayıcı!!! Eşzamanlayıcı ile parçacıkları diğer hızlandırıcılara göre daha yüksek enerjilere çıkarabiliriz!!! 30

PARÇACIK HIZLANDIRICILARI 31

PARÇACIK HIZLANDIRICILARI Odaklayıcı mıknatıslarda Bükücü Mıknatıs Hızlandırma birimleri (FR kovukları) Manyetik Manyetik alan sayesinde Elektrik alan alan yardımı parçacıkların yönünü değiştirir ile parçacıklar ile demet hızlandırılır odaklanır 32

4-kutuplular ile odaklama Hızlandırılan parçadık demetindeki parçacıklar aynı yüklü olduğu için birbirine itme kuvveti uygular. Bu itme kuvveti sebebiyle demet dikine eksende yayılmaya başlar. Parçacıkların demet borusuna çarpmaması için odaklanması gerekir!!! 33

4-kutuplular ile odaklama F= q(vxb + E) Sadece manyetik alan varsa F= qvxb 1952

4-kutuplular ile odaklama d Odak uzaklıkları aynı (f) olan bir ince kenarlı ve bir kalın kenarlı merceği arka arkaya koyarsak aradaki uzaklık d < f şartını sağladığı sürece bu iki merceğin yaptığı toplam etki odaklayıcıdır!!! Hızlandırıcılarda birbiri ardına gelen 4-kutuplu mıknatıslar birbirine göre 90 derece döndürülmüştür. 35

Parçacıklar ile RF elektrik alanın eşzamanlılığı Parçacıkların değişen elektrik alanlar ile eşzamanlılığını sağlamak için parçacıkların (hızlandırıcı etrafında) dönme frekansı ve RF frekansı arasında bir ilişki olmalı. f RF = h f dönme Parçacıklar hızlandırıldıkça: Büküçü mıknatısların manyetik alanları arttırılır. RF kovuklarındaki RF alanların frekansı arttırılır. RF kovuklarının frekansını belirli aralıkta değiştirebiliriz. Bu sebeple eşzamanlılardan önce parçacıkları belirli bir enerjiye çıkartmak icin doğrusal hızlandırıcı bulunur. 36

Eşzamanlayıcıların limiti Proton eşzamanlayıcıların parçacıkları çıkarabileceği maksimum enerji bükücü mıknatıslara bağlıdır. RF kovuklarından parçacıkları birçok kez geçirip hızlandırabilirim fakat parçacıkları bükecek güçte mıknatısa sahip degilsem parçacıklar demet borusuna çarparlar. Elektron eşzamanlayıcılarının limiti eşzamanlayıcı ışınımı sebebi ile daha düşüktür. Yüklü bir parçacık ivmelendiği anda ışınım yaparak enerjisinin bir kısmını elektromanyetik dalga olarak etrafa yayar. Düşük kütleli parçacıklar daha fazla ışınım yapar LEP 37

Eşzamanlayıcı ışınımı General Electrics (1947) Günümüzde elektron eşzamanlayıcıları ile eşzamanlayıcı ışıması elde eden birçok merkez var!!! 70-MeV elektron eşzamanlayıcısı 38

Plazma hızlandırıcıları https://cds.cern.ch/record/2203628/plots Hızlandırılmış bir demet (sürücü demet) veya lazer sayesinde plazma uyarılır. Uyarılmış plazma çok yüksek elektrik alan yaratır. Plazmanın elektrik alanında ana demet hızlandırılı. 39

Teşekkürler! Sorular? 40