Als die Teilchen laufen lernten - Pedro Waloschek Homepage

Steenbecks Stabilitätsbedingung kann man allerdings als eine
Näherung der allgemeineren, schon vorher von Walton ausgearbeiteten
Formeln betrachten. Sie ist nur in der Nähe der Sollbahn
der Teilchen gültig, während Waltons Formeln auch bei größeren
Entfernungen eingesetzt werden können. Aber Steenbecks Bedingung
war leichter zu verstehen als die etwas kompliziert formulierte
und kaum verbreitete Theorie von Walton, und deshalb gilt heute
Steenbeck im allgemeinen auch als der Autor der (vereinfachten)
Stabilitätsbedingung. In seinem ersten Patent (1933) hat Steenbeck
die Bedingung recht vage formuliert: »...das zur Führung dienende
Magnetfeld, (ist) dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld von
der Mitte nach dem Rand hin abfällt...«. Mehr wird dazu nicht
spezifiziert.
Wenn man nämlich Teilchen auf einer immer gleichbleibenden
Ringbahn halten will, muß man dafür sorgen, daß sie von geeigneten
Kräften geführt werden. Teilchen, die sich nicht auf der
Sollbahn befinden, werden sanft zurückgestoßen. Die rückführende
Kraft bewirkt natürlich auch, daß die Teilchen dann eine Schlangenbewegung
um die Sollbahn durchführen, so etwa, wie man es
vom Schlittenfahren in einer Rinne kennt. Diese Hinundherbewegungen
werden »Betatronschwingungen« genannt. Sie können
sowohl radial, wie auch vertikal (bei einem horizontal liegenden
Ring) auftreten. Geeignete Korrekturkräfte entstehen im Betatron
in den nach Walton oder Steenbeck vorgeschlagenen Magnetfeldern.
Sie müssen proportional zu 1/ r n nach außen abnehmen,
wobei die Zahl n zwischen 0 und 1 liegt. Dies ist genauer ausgedrückt,
was Steenbeck in seinem Patent meint.
In einem umfangreichen und sehr interessanten Artikel in der
Zeitschrift »Nature« hat Donald Kerst im Jahr 1946 [Ke46] die
Vorgeschichte des Betatrons sehr genau dargestellt. Dabei hat er
alle veröffentlichten und auch unveröffentlichten Arbeiten darüber
erläutert, soweit sie ihm damals bekannt waren. Es erscheint mir
aber sicher, daß die Grundideen zum Bau eines Betatrons oder
Strahlentransformators an verschiedenen Stellen, ganz unabhängig
voneinander, entwickelt wurden.
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