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Cyclotron

DéfinitionClassé sous :physique , particule , accélérateur de particules
Ernest Orlando Lawrence met au point un accélérateur de particules circulaire. © Tnorth, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons

Le cyclotron désigne un accélérateur de particules circulaire.

  • Inventé en 1931 par Ernest Orlando Lawrence

Découverte par le physicien américain Ernest Orlando Lawrence en 1931, cette invention était notée sur un petit bout de papier sur lequel était dessiné un diagramme symbolisant la production de plusieurs particules de très hautes énergies. Intrigué, le physicien américain s'est penché sur le sujet et a mis au point un premier système fait de fils et de cire à cacheter capable de transformer une tension de 2.000 eV à 80.000 eV. Le cyclotron, en tant qu'accélérateur de particules, était né.

Principe et évolution du cyclotron

Depuis cette découverte, son fonctionnement a été amélioré. Il repose sur un champ magnétique à l'intérieur duquel des particules suivent une trajectoire en forme de spirale, et sont accélérées par un champ électrique. Le champ magnétique du cyclotron repose sur la force de Lorenz, avec une application perpendiculaire par rapport au mouvement des électrons et des ions. Les particules se retrouvent alors dans une spirale circulaire qui augmente leur énergie. Cette découverte, qui a permis à son inventeur de se voir décerner le prix Nobel de physique en 1939, est un accélérateur de particules qui permet de produire des isotopes radioactifs (oxygène 15, carbone 11, azote 13, fluor 18) servant à la médecine. Le fluor 18 est ainsi nécessaire à la production de fluorodésoxyglucose, un sucre radioactif utilisé dans les zones cancéreuses. L'invention du cyclotron a également accéléré la découverte d'autres technologies dans les domaines de la physique et de la chimie