מסלול אלומה

בפיזיקה של מאיצים, מסלול האלומה הוא המסלול של קרן חלקיקים המואצת במתקן מאיץ חלקיקים. המונח מתייחס לאחד מהבאים:

• הקו במאיץ חלקיקים קווי שלאורכו קרן החלקיקים נעה.
• המסלול המוביל ממאיץ מעגלי לתחנה הסופית.

אלומות אלו מגיעות לתחנות ניסויים המשתמשות בהן בעיקר לניסויים בפיזיקת חלקיקים, מדע החומרים, כימיה, וביולוגיה מולקולרית.

מסלול האלומה במאיץ חלקיקים

מסלול האלומה במאיצי חלקיקים נמצא, בדרך-כלל, במנהרה תת-קרקעית. לרוב, הוא מורכב מצינור מתכת הנקרא צינור האלומה, שבו נמצא ריק גבוה כך שנמצאות בתוכו מעט מאוד מולקולות המפריעות לאלומת החלקיקים המואצים. כאשר יש מולקולות בצינור הן עלולות לפזר את אלומת החלקיקים במקרה של התנגשות. סמוך למתקן נמצאים מכשירים וציוד הנועדים לייצור, ניטור, האצה, ותחזוקה של קרן החלקיקים. אלה יכולים להיות מחוברים למסלול האלומה ישירות או להימצא בקרבתו. מכשירים אלה כוללים מתמרים (רכיבים הממירים אות פיזי לאות חשמלי ולהפך), מכשירי דיאגנוסטיקה, עדשות, קולימטורים (מקבלים), צמדים תרמיים, משאבות יונים, מדי יונים, ותאי יינון . ישנם גם אמצעי קירור המשתמשים במים על מנת לקרר את ה מגנטים הדו-קוטביים והארבע-קוטביים. לחץ, כמו זה הנוצר מאוויר דחוס, מווסת את משאבות הריק ואת המניפולטורים שעל מסלול האלומה.

מסלול אלומת נייטרונים

תחנה סופית ניסיונית במתקן מחקר לנייטרונים נקראת מסלול אלומת נייטרונים. הניסויים בדרך-כלל מודדים את התפזרות הנייטרונים מהמדגם שנבחן בניסוי.

מבנה

מסלול האלומה מורכב מבקתה אופטית, בקתה ניסיונית, ובקתת בקרה המסודרות בשורה זו אחר זו.

בקתה אופטית

עבודתו העיקרית של המסלול היא לעבד את קרינת הרנטגן שסופקה על ידי המאיץ. בבקתה זו נמצאים מראות ורכיבי אופטיקה המותאמים לסביבה של חום רב, שכן האלומה נושאת כמות עצומה של אנרגיה בשטח קטן.

בקתה ניסיונית

לאחר מכן, כמות קטנה של חומר מונחת באלומת הרנטגן. החומר נמצא באוויר, מקורר על ידי הליום או חנקן, או בתוך חלל מותאם השומר על תנאי ניסוי מסוימים. מסביב לחומר נמצאים גלאים המקליטים את קרן הרנטגן העוברת דרכם או את קרן הרנטגן החוזרת מדגימת החומר. בסינכרוטרון, הגלאים עשויים מחומר ההופך את הפוטונים של קרינת הרנטגן לאור נראה או לאות חשמלי. לאחר מכן נמצאים גלאים שקולטים את האור או את האות החשמלי.

בקתת בקרה

בבקתת הבקרה החוקרים משתמשים בתוכנה מותאמת על מנת לשלוט על אלומת החלקיקים ועל המכשירים האחראים ללקיחת הדגימות. נוסף על כך, תוכנה זו אחראית גם לאיסוף הנתונים שנקלטו מהניסוי.

(צילום של שני צינורות אלומה ממכון המחקר לפיזיקת חלקיקים CERN)

קישורים חיצוניים

• WHAT IS A BEAMLINE?