Fou ideat per E. O. Lawrence i M.S. Livingston el 1932. Consisteix en dos elèctrodes buits, de forma semicilíndrica (per la qual cosa hom els anomena des ), que creen un camp elèctric E d’alta freqüència entre ells, tot el conjunt essent travessat perpendicularment per un camp magnètic constant. Al centre del cilindre que formen els dos elèctrodes des , hi ha una font de partícules o ions que són accelerats linealment pel camp elèctric cap a l’interior de les des , i un cop aquí descriuen una trajectòria espiral a causa del camp magnètic transversal. A cada mitja volta les partícules reben una acceleració. La freqüència de rotació de les partícules és ν= qB/ 2π m , on q i m en són la càrrega i la massa, respectivament, i B és el valor de la inducció magnètica. Aquesta freqüència és anomenada freqüència de ciclotró de la partícula (bé que de vegades hom reserva aquest terme per al cas en què la partícula és un electró). Si la freqüència del camp elèctric establert entre les des , ν E , coincideix amb la freqüència pròpia de la partícula, ν E =ν, aleshores aquesta s’accelera ràpidament i eficaçment. La sincronització exacta entre ν E i ν és la clau del funcionament del ciclotró. Però, segons la velocitat de la partícula creix, la massa comença a comportar-se relativistament m = m ( v ), per la qual cosa es produeix el desacoblament de ν respecte a ν E , que és fixa. Per aquesta raó el ciclotró és emprat només per a accelerar partícules pesants, per a les quals el domini d’energies no assoleix valors relativistes. Aquest inconvenient és salvat mitjançant el sincrociclotró . Les partícules accelerades mitjançant el ciclotró són emprades com a projectils en radioteràpia o en recerca nuclear (acceleració d’ions pesants).
m
Física
Esquema del disc central intercalat entre els dos pols magnètics
© Fototeca.cat
Accelerador de partícules circular de ressonància, en què una partícula emesa per una font central és corbada per efecte d’un camp magnètic constant.