Сегодня родился Эрнест Лоуренс — челик который в 1929 создал первый циклотрон, за что ему потом и дали Нобеля, в честь него назван химический элемент Лоуренсий и известная лаба в Ливерморе, Калифорния.

Его первый циклотрон был совсем крошечным, на энергию десятки кэВ, но это был первый годный ускоритель протонов. Потом пришли мэвные циклотроны и пошло поехало.

И еще он конечно работал в Манхэттенском проекте. Его циклотрон пришлось после начала войны немного изменить и переделать в масс-спектрометр для разделения урана-238 и урана-235 (который назвали калютрон) и почти весь уран-235 тех времен был собран Лоуренсом и его командой.

Циклотрон состоит из пары дуантов, которые представляют собой металлические D-образные электроды. Дуанты подключены к генератору электрического поля высокого напряжения и находятся между полюсами большого магнита, создающего сильное однородное магнитное поле. Линии магнитной индукции направлены перпендикулярно плоскости дуантов.

В тот момент, когда частица попадает в зазор между дуантами, на неё действует электрическое поле. Вектор напряжённости электрического поля направлен таким образом, чтобы частица ускорялась. Например, если положительная частица движется по направлению вектора напряжённости электрического поля, то электрическая сила, действующая на частицу, совершает положительную работу, которая равна увеличению энергии частицы.

Например, если протон проходит разность потенциалов 10 В, то его энергия возрастает на 10 эВ.

После того, как скорость частицы в электрическом поле увеличилась, она начинает двигаться в магнитном поле дуанта по траектории уже большего радиуса. В следующий раз, когда частица попадает в зазор между дуантами, для её ускорения направление электрического поля должно быть изменено на противоположное (так как частица теперь движется в обратном направлении).

Повторяя ускорение электрическим полем на каждом обороте, энергию и радиус орбиты доводят до максимально допустимых значений.
Таким образом, частица внутри циклотрона движется по спирали, на каждом обороте увеличивая свою энергию.