Manyetik Hızlandırıcı ve Manyetik Hızlandırma Deneyi Gauss Tüfeği

Manyetik Hızlandırıcı Nedir?

Manyetik hızlandırıcılar güçlü neodyum mıknatıs ve diğer magnetlerin farklı kombinasyonlar ile dizilerek kullanıldığı, lineer düz bir yolda veya dairesel bil yolda sürtünmeyi mümkün olduğunca azaltarak yerleştirilen malzemeyi ivme kazandırarak hızlandırma düzeneğidir. Halen geliştirme aşamasında olan bu sistemin geliştirilmiş hali Dünya’da yaklaşık 300 adet mevcuttur ve deneysel çalışmalarda ve yüksek hız ve enerjideki malzemeler ile ilgili merak edilen birçok sorunun cevabını çözümlemek için kullanılmaktadır.

Manyetik Hızlandırma ve Gauss Tüfeği Nasıl Çalışır?

Düzenekte kullanılan mıknatıslar, çok farklı hesaplama ve dizilimler ile kullanılabilir ancak daha kolay anlamak için basite indirgersek, mıknatıslar manyetik olan malzemeleri ivmelendirerek çekerler, mıknatısları çift taraflı yerleştirdiğinizde ve malzemenin üzerinde akacağı ve kolayca çıkamayacağı bir yol belirlendiğinde malzeme mıknatıslara yapışmak yerine bu yol zerinde hareket eder. Mıknatıs başlangıçta malzemeyi bir ivme ile çeker, yani zamana bağlı olarak hızlandırır.

Ancak malzeme mıknatısı geçtiğinde geri çekeceğinden bu defa ivme ile yavaşlatır, bu durumu aşmak için manyetik alan şiddeti her kademede arttırılır, yani basitçe düşündüğümüzde iki tarafa dizilen neodyum mıknatısların arasındaki mesafeyi her kademede azalttığımızda manyetik çekim sürekli artacağından bir önceki mıknatısın geri çekim gücünü aşacak ve az da olsa her kademede daha fazla ivme kazanacaktır.

Burada sürtünme kuvveti önem kazanmaktadır. Malzemenin aktığı yol üzerinde sürtünme kuvveti minimuma indirilirse malzemeye kazandırılan ivme 1/2 a x t^2(zamanın karesi) olacak ve yol uzadıkça malzemenin hızlanması sağlanacaktır. 

Bu prensip farklı hesaplamalar ve dizilimler ile geliştirilebilir. Dairesel vir sistemde veya farklı diziliş ve neodyum mıknatıs çeşitleri ile uygulanabilir. Buna bir örnek de Gauss Tüfeği olarak isimlendirilen bir sistemdir. Bilyeler mıknatıslara çarpar ve mıknatısın diğer tarafındaki bilye her aşamada daha hızlı bir şekilde ilerler ve son bilye sistemi hızla terkeder.