Storage ring
சேமிப்பு வளையம் என்பது ஒரு வகை வட்டத் துகள் முடுக்கி ஆகும், இதில் தொடர்ச்சியான அல்லது துடிக்கும் துகள் கற்றை பொதுவாக பல மணி நேரம் சுழற்றப்படலாம். ஒரு குறிப்பிட்ட துகள் சேமிப்பு என்பது நிறை, வேகம் மற்றும் பொதுவாக சேமிக்கப்பட வேண்டிய துகள் கட்டணம் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. சேமிப்பு வளையங்கள் பொதுவாக எலக்ட்ரான்கள், பாசிட்ரான்கள் அல்லது புரோட்டான்களை சேமித்து வைக்கின்றன. சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சை கதிர்வீச்சு செய்யும் எலக்ட்ரான்களை சேமிக்க சேமிப்பு வளையங்கள் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எலக்ட்ரான் சேமிப்பு வளையங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட 50 க்கும் மேற்பட்ட வசதிகள் உள்ளன, மேலும் அவை வேதியியல் மற்றும் உயிரியலில் பல்வேறு ஆய்வுகளுக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சேமிப்பு வளையங்கள் சோகோலோவ்-டெர்னோவ் விளைவு மூலம் துருவப்படுத்தப்பட்ட உயர் ஆற்றல் எலக்ட்ரான் கற்றைகளை உருவாக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம். சேமிப்பு வளையங்களின் நன்கு அறியப்பட்ட பயன்பாடு துகள் முடுக்கிகள் மற்றும் துகள் மோதல்களில் அவற்றின் பயன்பாடாகும், அங்கு சேமிக்கப்பட்ட துகள்களின் இரண்டு எதிர்-சுழலும் கற்றைகள் தனித்தனி இடங்களில் மோதலுக்கு கொண்டு வரப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக ஏற்படும் துணை அணு தொடர்புகள் பின்னர் சுற்றியுள்ள துகள் கண்டறிதலில் ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன. எல். எச். சி, எல். இ. பி, பி. இ. பி-II, கே. இ. கே. பி, ஆர். எச். ஐ. சி, டெவாட்ரான் மற்றும் ஹெரா ஆகியவை இத்தகைய வசதிகளுக்கு எடுத்துக்காட்டுகளாகும். சேமிப்பு வளையம் என்பது ஒரு வகை சின்க்ரோட்ரான் ஆகும். ஒரு வழக்கமான சின்க்ரோட்ரான் ரேடியோ-அதிர்வெண் முடுக்கிவிடும் துவாரங்களின் உதவியுடன் துகள்களை குறைந்த நிலையில் இருந்து அதிக ஆற்றல் நிலைக்கு துரிதப்படுத்த உதவுகிறது, ஒரு சேமிப்பு வளையம் துகள்களை ஒரு நிலையான ஆற்றலில் சேமித்து வைக்கிறது மற்றும் ரேடியோ-அதிர்வெண் துவாரங்கள் சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு மற்றும் பிற செயல்முறைகள் மூலம் இழந்த ஆற்றலை மாற்ற மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஜெரார்ட் கே. ஓ 'நீல் 1956 ஆம் ஆண்டில் ஒரு மோதலுக்கான கட்டுமானத் தொகுதிகளாக சேமிப்பு வளையங்களைப் பயன்படுத்த முன்மொழிந்தார். இந்த சூழலில் சேமிப்பு வளையங்களின் ஒரு முக்கிய நன்மை என்னவென்றால், சேமிப்பு வளையம் ஒரு ஊசி முடுக்கியில் இருந்து அதிக கற்றை பாய்ச்சலைக் குவிக்க முடியும், இது மிகக் குறைந்த பாய்ச்சலை அடைகிறது. துகள்-பீம் சேமிப்பு காந்தங்களுக்கான முக்கியமான கருத்தாய்வுகள் துகள்களுக்கு ஒரு விசை பயன்படுத்தப்பட வேண்டும், அவை தோராயமாக ஒரு வட்டப் பாதையில் நகர்த்தப்படும் வகையில் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன. இது இருமுனை நிலைமின்னியல் அல்லது இருமுனை காந்தப்புலங்களைப் பயன்படுத்தி நிறைவேற்றப்படலாம், ஆனால் பெரும்பாலான சேமிப்பு வளையங்கள் சார்பியல் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களை சேமிப்பதால், இருமுனை காந்தங்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் காந்தப்புலங்களைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் நடைமுறைக்குரியது என்று மாறிவிடும். இருப்பினும், மிகவும் குறைந்த ஆற்றல் துகள்களை சேமிக்க நிலைமின்னியல் முடுக்கிகள் கட்டப்பட்டுள்ளன, மேலும் (சார்ஜ் செய்யப்படாத) நியூட்ரான்களை சேமிக்க நாற்கர புலங்கள் பயன்படுத்தப்படலாம்; இருப்பினும் இவை ஒப்பீட்டளவில் அரிதானவை. இருமுனை காந்தங்கள் மட்டுமே பலவீனமான கவனம் செலுத்துதல் என்று அழைக்கப்படுவதை மட்டுமே வழங்குகின்றன, மேலும் இந்த வகையான காந்த உறுப்புகளால் மட்டுமே ஆன ஒரு சேமிப்பு வளையம் துகள்கள் ஒப்பீட்டளவில் பெரிய கற்றை அளவைக் கொண்டுள்ளன. குவாட்ருபோல் மற்றும் செக்ஸ்டுபோல் காந்தங்களின் பொருத்தமான ஏற்பாட்டுடன் இடைப்பட்ட இருமுனை காந்தங்கள் மிகவும் சிறிய கற்றை அளவைக் கொடுக்கக்கூடிய பொருத்தமான வலுவான கவனம் செலுத்தும் அமைப்பை வழங்க முடியும். ஃபோடோ மற்றும் சாஸ்மேன்-கிரீன் லட்டிஸ் கட்டமைப்புகள் வலுவான கவனம் செலுத்தும் அமைப்புகளுக்கு எளிய எடுத்துக்காட்டுகளாகும், ஆனால் இன்னும் பல உள்ளன. இருமுனை மற்றும் நாற்கர காந்தங்கள் வெவ்வேறு துகள் ஆற்றல்களை வெவ்வேறு அளவுகளால் திசைதிருப்புகின்றன, இது இயற்பியல் ஒளியியலுடன் ஒப்புமை மூலம் நிறமாலை என்று அழைக்கப்படுகிறது. எந்தவொரு நடைமுறை சேமிக்கப்பட்ட துகள் கற்றையிலும் இயல்பாகவே இருக்கும் ஆற்றல்களின் பரவல், எனவே குறுக்கு மற்றும் நீளமான கவனம் செலுத்தும் பரவலுக்கு வழிவகுக்கும், அத்துடன் பல்வேறு துகள் கற்றை நிலையற்ற தன்மைகளுக்கு பங்களிக்கும். இந்த நிகழ்வை சரிசெய்ய செக்ஸ்டுபோல் காந்தங்கள் (மற்றும் உயர் வரிசை காந்தங்கள்) பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் இது நேரியல் அல்லாத இயக்கத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, இது சேமிப்பு வளையங்களின் வடிவமைப்பாளர்கள் எதிர்கொள்ளும் முக்கிய சிக்கல்களில் ஒன்றாகும். வெற்றிடம் கொத்துகள் பல மில்லியன் கிலோமீட்டர் தூரம் பயணிக்கும் என்பதால் (அவை பல மணி நேரம் ஒளியின் வேகத்தில் நகரும் என்பதைக் கருத்தில் கொண்டு), பீம் குழாயில் எஞ்சியிருக்கும் எந்த வாயுவும் பல, பல மோதல்களை ஏற்படுத்தும். இது கொத்து அளவை அதிகரிப்பதற்கும், ஆற்றல் பரவலை அதிகரிப்பதற்கும் விளைவை ஏற்படுத்தும். எனவே, ஒரு சிறந்த வெற்றிடம் சிறந்த கற்றை இயக்கவியலை அளிக்கிறது. மேலும், எஞ்சிய வாயுவிலிருந்தோ அல்லது கொத்துக்களில் உள்ள பிற துகள்களிலிருந்தோ ஒற்றை பெரிய கோண சிதறல் நிகழ்வுகள் (டௌஸ்செக் விளைவு), முடுக்கி வெற்றிடக் கப்பலின் சுவர்களில் இழக்கப்படும் அளவுக்கு துகள்களை வெளியேற்ற முடியும். துகள்களின் இந்த படிப்படியான இழப்பு பீம் வாழ்நாள் என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் சேமிப்பு வளையங்கள் அவ்வப்போது துகள்களின் புதிய நிரப்புடன் செலுத்தப்பட வேண்டும் என்பதாகும். துகள் உட்செலுத்துதல் மற்றும் நேர உட்செலுத்துதல் ஒரு சேமிப்பு வளையத்திற்குள் துகள்களை உட்செலுத்துதல் சேமிப்பு வளையத்தின் பயன்பாட்டைப் பொறுத்து பல வழிகளில் நிறைவேற்றப்படலாம். எளிமையான முறை ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட துடிப்பு திசைதிருப்பும் இருமுனை காந்தங்களைப் பயன்படுத்துகிறது (ஊசி கிக்கர் காந்தங்கள்) சேமிக்கப்பட்ட கற்றை பாதையில் துகள்களின் உள்வரும் ரயிலை வழிநடத்த; சேமிக்கப்பட்ட ரயில் ஊசி புள்ளிக்குத் திரும்புவதற்கு முன்பு கிக்கர் காந்தங்கள் அணைக்கப்படுகின்றன, இதனால் சேமிக்கப்பட்ட கற்றை ஏற்படுகிறது. இந்த முறை சில நேரங்களில் ஒற்றை-திருப்ப ஊசி என்று அழைக்கப்படுகிறது. மல்டி-டர்ன் ஊசி துகள்களின் பல உள்வரும் ரயில்களைக் குவிக்க அனுமதிக்கிறது, எடுத்துக்காட்டாக ஒரு பெரிய சேமிக்கப்பட்ட மின்னோட்டம் தேவைப்பட்டால். குறிப்பிடத்தக்க பீம் டாம்பிங் இல்லாத புரோட்டான்கள் போன்ற துகள்களுக்கு, உட்செலுத்தப்பட்ட ஒவ்வொரு துடிப்பும் சேமிக்கப்பட்ட பீம் குறுக்கு அல்லது நீளமான கட்ட இடத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியில் வைக்கப்படுகிறது, சேமிக்கப்பட்ட பீமில் பீம் விலகல் மற்றும் ஒத்திசைவான அலைவுகளின் கவனமான ஏற்பாட்டைப் பயன்படுத்தி முன்பு உட்செலுத்தப்பட்ட ரயில்களை வெளியேற்றாமல் பார்த்துக் கொள்ளுங்கள். குறிப்பிடத்தக்க பீம் டாம்பிங் இருந்தால், எடுத்துக்காட்டாக சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு காரணமாக எலக்ட்ரான்களின் கதிர்வீச்சு டாம்பிங், பின்னர் ஒரு உட்செலுத்தப்பட்ட துடிப்பு கட்ட இடத்தின் விளிம்பில் வைக்கப்படலாம், பின்னர் மேலும் துடிப்பை செலுத்துவதற்கு முன்பு சேமிக்கப்பட்ட கற்றைக்குள் குறுக்கு கட்ட இடத்தில் ஈரப்படுத்தலாம். சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சிலிருந்து வழக்கமான தணிப்பு நேரங்கள் பல்லாயிரக்கணக்கான மில்லி விநாடிகள் ஆகும், இது வினாடிக்கு பல துடிப்புகளை திரட்ட அனுமதிக்கிறது. துகள்களை பிரித்தெடுப்பது தேவைப்பட்டால் (எடுத்துக்காட்டாக முடுக்கிகளின் சங்கிலியில்), பின்னர் ஒற்றை-திருப்ப பிரித்தெடுத்தல் ஊசிக்கு ஒத்ததாக செய்யப்படலாம். ஒத்ததிர்வு பிரித்தெடுத்தலும் பயன்படுத்தப்படலாம். பீம் இயக்கவியல் துகள்கள் 10 பில்லியனுக்கும் அதிகமான பெரிய திருப்பங்களுக்கு சேமிக்கப்பட வேண்டும். இந்த நீண்ட கால ஸ்திரத்தன்மை சவாலானது, மேலும் காந்த வடிவமைப்பை கண்காணிப்பு குறியீடுகளுடன் இணைக்க வேண்டும். நீண்ட கால ஸ்திரத்தன்மையைப் புரிந்துகொள்வதற்கும் மேம்படுத்துவதற்கும் பகுப்பாய்வு கருவிகள். எலக்ட்ரான் சேமிப்பு வளையங்களைப் பொறுத்தவரை, கதிர்வீச்சு தணிப்பு ஆயிரக்கணக்கான திருப்பங்களின் வரிசையில் எலக்ட்ரான்களை வடிவமைப்பு சுற்றுப்பாதைக்குத் திருப்பும் ஹாமில்டோனியன் அல்லாத இயக்கத்தை வழங்குவதன் மூலம் நிலைத்தன்மை சிக்கலை எளிதாக்குகிறது. கதிர்வீச்சு செய்யப்பட்ட ஃபோட்டான் ஆற்றல்களின் ஏற்ற இறக்கங்களிலிருந்து பரவுவதோடு, ஒரு சமநிலை கற்றை விநியோகம் அடையப்படுகிறது. இந்த தலைப்புகளில் சிலவற்றைப் பற்றிய கூடுதல் விவரங்களுக்கு ஒருவர் பார்க்கலாம். ஜெரார்ட் கே. ஓ 'நீல் (கண்டுபிடிப்பாளர்) சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு வசதிகளின் பட்டியல் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் முடுக்கி இயற்பியல் ஆற்றல் சேமிப்பு