cyanic-selkie/wikianc huggingface dataset:
Đại Tỉnh thức
Đại Tỉnh thức lần thứ nhất
130px|phải|nhỏ|[[Jonathan Edwards.]] Cuộc Đại Tỉnh thức thứ nhất là phong trào tôn giáo bùng phát trong cộng đồng Kháng Cách (Protestant) tại các khu định cư tại Bắc Mỹ trong những năm thuộc các thập niên 1730 và 1740. Khởi phát bởi Jonathan Edwards, một nhà thuyết giáo sống tại Massachusetts, người tìm cách phục hồi các giá trị cội rễ của Thần học Calvin (đã được chấp nhận và truyền bá rộng rãi trong thời kỳ lập quốc), và nỗ lực đánh thức tình cảm kính yêu Thiên Chúa đang phôi phai trong lòng tín hữu. Bài giảng Tội nhân trong tay Thiên Chúa đang thịnh nộ là một trong những bài giảng nổi tiếng nhất của ông. Edwards là diễn giả có sức thuyết phục lớn, và nhiều người tìm đến để nghe ông thuyết giảng. Nhà thuyết giáo người Anh George Whitefield tiếp nối phong trào, du hành khắp các khu định cư và thu hút số lượng thính giả đông đảo với cung cách thuyết giáo sinh động và đầy cảm xúc.
Phương pháp giảng dạy mới cùng cung cách sống đạo của những người theo phong trào này đã thổi sức sống mới vào đời sống tôn giáo tại Mỹ. Người ta tìm đến tôn giáo với lòng nhiệt tâm, chứ không còn chịu ngồi nghe các bài luận thuyết tôn giáo cách lặng lẽ và xa cách. Nhiều người bắt đầu thói quen nghiên cứu Kinh Thánh tại nhà, tập quán này làm suy giảm ảnh hưởng của các nghi thức thờ phụng công cộng, và đem tín hữu đến gần với khynh hướng chú trọng vào sự trải nghiệm cá nhân đã được rao giảng tại Âu châu trong cuộc Cải cách Kháng Cách.
Cuộc đại tỉnh thức cũng được giải thích là sự thể hiện sau cùng các lý tưởng tôn giáo; vì cớ các lý tưởng này mà các khu định cư vùng New England được thành lập. Lòng sùng tín đang trên đà suy giảm trong các thập niên trước cuộc đại tỉnh thức, một phần là do ảnh hưởng của phong trào Khai sáng (Englightenment), cùng với phản ứng tiêu cực của công chúng đối với vụ án xét xử các phù thủy tại Salem. Sau cuộc đại tỉnh thức, lòng sùng tín lại thoái trào, mặc dù lịch sử Hoa Kỳ luôn điểm xuyết bởi các cuộc phục hưng tôn giáo (đáng kể nhất là cuộc đại tỉnh thức thứ nhì). Sức mạnh dẫn dắt các khu định cư trong suốt 60 năm kế tiếp căn bản là thế tục, mặc dù Hoa Kỳ vẫn còn là một quốc gia sùng đạo sâu sắc (nhiều vùng trên nước Mỹ vẫn duy trì lòng sùng tín cho đến ngày nay).
Ảnh hưởng
Cuộc Đại Tỉnh thức lần thứ nhất khởi phát từ những lời thuyết giáo mạnh mẽ và đầy sức thuyết phục tập chú vào việc quở trách tội lỗi và nhu cầu nhận lãnh ơn cứu chuộc qua hành động công khai xưng tội để tiếp nhận ân điển của Thiên Chúa, dẫn người nghe đến "trải nghiệm tiếp xúc với Thiên Chúa theo cách riêng của mỗi người". Các diễn giả tra xem bản chất của điều người Mỹ thường xem là giao ước của Thiên Chúa dành cho dân tộc họ, và quở trách nếp sống suy đồi, chuộng vật chất, thích hưởng thụ tại các khu định cư đang trở nên giàu có tại Mỹ. Họ xem đó là ảnh hưởng đến từ Anh, như thế, cần cắt đứt quan hệ với mẫu quốc để có thể tái cung hiến nước Mỹ cho Thiên Chúa.
Cuộc Đại Tỉnh thức biến tôn giáo trở thành trải nghiệm cá nhân cho người bình thường bằng cách kiến tạo nhận thức sâu sắc về tội lỗi và ơn cứu chuộc, cùng lúc với sự tra xét nội tâm và tinh thần tận hiến cho những chuẩn mực mới trong đời sống tâm linh. Nhà sử học Sydney E. Ahlstrom nhận thấy yếu tố này trong các cuộc phục hưng tôn giáo xảy ra ở những nơi khác như Phong trào Sùng tín tại Đức, cuộc Phục hưng Tin Lành và Phong trào Giám Lý tại Anh.
Đại Tỉnh thức lần thứ nhì
Cuộc Đại Tỉnh thức thứ nhì là phong trào phục hưng tôn giáo lớn xảy ra trong lịch sử Hoa Kỳ. Nảy sinh từ phong trào này là nhiều loại hình hoạt động khác nhau, nổi trội nhất là tính chủ động của các địa phương và sự bày tỏ nhiệt tâm tôn giáo. Tại vùng New England, sự quan tâm về tôn giáo vừa được hồi sinh dẫn đến một làn sóng hoạt động xã hội. Tại miền tây tiểu bang New York, tinh thần của cuộc phục hưng mở đường cho sự xuất hiện của các giáo phái tân lập, và tạo ra ảnh hưởng đáng kể trên Phong trào Thánh khiết. Tại vùng Appalachia của Kentucky và Tennessee, cuộc phục hưng đã tăng cường sức mạnh cho các giáo phái Giám Lý và Baptist, và sản sinh một hình thức truyền đạo mới - giảng phúc âm trong các lều trại.
Vào cuối thế kỷ 18, nhiều người Mỹ thuộc giới trí thức không còn quan tâm đến đức tin Cơ đốc truyền thống, và cuộc phục hưng tôn giáo quét qua miền tây vào thượng bán thế kỷ 19 là một phản ứng đối với trào lưu thế tục của thời kỳ này.
New England
Phong trào Tin Lành bùng phát tại đây sản sinh nhiều hội đoàn truyền giáo liên giáo phái với mục tiêu truyền bá phúc âm cho vùng đất miền Tây còn hoang sơ. Thành viên của các hội đoàn này không chỉ hoạt động như nhà truyền giáo mà còn là nhà giáo dục, truyền bá các giá trị văn hóa đô thị của miền Đông, trong khi những hiệp hội xuất bản và giáo dục chăm lo phát triển giáo dục Cơ đốc, nổi bật nhất là Thánh Kinh Hội Hoa Kỳ, ra đời năm 1816. Cũng từ cuộc phục hưng này, xuất hiện Hội Tiết độ và các nhóm vận động bãi bỏ chế độ nô lệ, khởi phát các nỗ lực nhằm cải cách chế độ lao tù, chăm sóc người tàn tật và người mắc bệnh tâm thần.
New York
frame|phải|125px|[[Charles G. Finney.]] Cuộc phục hưng tại miền tây tiểu bang New York chịu nhiều ảnh hưởng của Charles Grandison Finney, một luật sư đến từ Adam, New York. Một vùng rộng lớn từ hồ Ontario đến dãy núi Adriondack chứng kiến quá nhiều cuộc phục hưng tôn giáo đến nỗi nó thường được nhắc đến với tên "Khu vực Bùng cháy" (Burned-over district). Năm 1821, Finney trải nghiệm một sự soi dẫn tâm linh trong khi đang tìm kiếm niềm xác tín tôn giáo cho mình. Ông khởi sự rao giảng Phúc âm tại miền tây tiểu bang New York. Các cuộc phục hưng của Finney nổi bật bởi những đặc điểm như chuẩn bị chu đáo, thuyết giáo với sức thuyết phục mạnh mẽ và kết quả sung mãn với số lượng lớn người qui đạo. Finney thuyết giảng tại khu vực này suốt từ những năm 1820 sang đến những năm đầu thập niên 1830 trước khi nhận lời giảng dạy môn thần học, và về sau trở thành viện trưởng, tại Đại học Oberlin.
Appalachia
Trong vùng núi Appalachia, cuộc phục hưng mang những đặc điểm tương tự với cuộc đại tỉnh thức thứ nhất của thế kỷ trước. Nhưng tại đây, tâm điểm của cuộc phục hưng là những buổi truyền giảng trong lều trại (camp meeting), thường kéo dài trong vài ngày, dành cho các nhóm cư dân, vì đòi hỏi của công việc, phải sống xa gia đình. Những con người lang bạt này nhìn xem các buổi truyền giảng trong lều bạt như là một nơi trú ẩn cho cuộc đời cô độc của họ tại vùng đất biên cương hoang dã. Bối cảnh đặc thù cộng với sự phấn khích khi tham dự các cuộc phục hưng tôn giáo đã nảy sinh một phong cách mới trong việc biểu lộ các tình cảm tôn giáo như nhảy múa, kêu la và ca hát, những đặc điểm thường được nối kết với các cuộc phục hưng xảy ra tại đây.
Buổi truyền giảng trong lều bạt được tổ chức lần đầu tiên vào tháng 7 năm 1800 tại Nhà thờ Gasper River, tây nam Kentucky. Một buổi truyền giảng khác lớn hơn được tổ chức tại Cane Ridge, Kentucky vào tháng 8 năm 1801 với sự tham dự của từ 10 ngàn đến 25 ngàn người; cũng có mặt nhiều mục sư thuộc các giáo phái Trưởng lão, Baptist và Giám Lý. Buổi truyền giảng này đã giúp định hình các chương trình truyền giảng phục hưng có tổ chức, để trở nên hình mẫu cho sự phát triển của các giáo phái như Giám Lý hay Baptist. Nó cũng là công cụ giúp sản sinh các giáo phái thuộc phong trào Hồi cố như Disciples of Christ và Church of Christ.
Cuộc phục hưng mau chóng quét qua khắp Kentucky, Tennessee và miền nam Ohio cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các giáo phái Giám Lý và Baptist. Mỗi giáo phái có thế mạnh của mình để thu hoạch từ cuộc phục hưng. Giáo phái Giám Lý với cơ cấu tổ chức hiệu quả, dựa vào các truyền đạo khu vực (circuit rider), những người này tìm đến các vùng xa xôi, hẻo lánh để giảng đạo. Thường xuất thân từ giới bình dân, họ dễ dàng tìm được sự đồng cảm từ các gia đình sinh sống tại vùng biên cương.
Trong khi đó, giáo phái Baptist chọn lựa cấu trúc tổ chức mềm dẻo. Những người truyền đạo nông dân của họ, những người nhận lãnh "ơn gọi" từ Thiên Chúa, chuyên cần nghiên cứu Kinh Thánh và đi ra thành lập nhà thờ; sau đó, họ được phong chức bởi giáo đoàn của họ. Các giáo đoàn này đào tạo nhiều mục sư và gởi họ đến các vùng xa hơn, sâu trong các hoang mạc để thành lập nhà thờ. Nhờ tính hiệu quả của phương pháp này, giáo phái Baptist chiếm vai trò chủ đạo trong đời sống tôn giáo tại những tiểu bang biên giới và hầu hết các tiểu bang miền Nam.
Cuộc đại tỉnh thức thứ nhì có ảnh hưởng sâu sắc trên lịch sử Hoa Kỳ. Với số lượng tín hữu gia tăng mạnh, các giáo phái Baptist và Giám Lý đạt đến vị trí cân bằng, về sau vượt trội các giáo phái truyền thống có ảnh hưởng lớn trong thời kỳ thuộc địa như Anh giáo, Trưởng Lão, Tự trị giáo đoàn và Quaker. Trong vòng các tín hữu Quaker, những nỗ lực nhằm ứng dụng tư tưởng Cơ đốc giáo vào các giải pháp xã hội là tiền thân của phong trào Phúc âm xã hội của thế kỷ 19. Đến giữa thế kỷ 19, nước Mỹ trở nên một quốc gia đa dạng, và những dị biệt bên trong cộng đồng Kháng Cách tại Mỹ vừa phản ánh vừa đóng góp vào tình trạng đa dạng này.
Ảnh hưởng
Cùng lúc với những canh tân trong thần học và cấu trúc hội thánh là những cải cách xã hội xảy ra trong giai đoạn này. Các tín hữu Cơ Đốc tích cực tham gia vào các cải cách xã hội như chống nạn nghiện rượu, bảo vệ nữ quyền, phong trào bãi nô, và các hoạt động nhằm giải quyết những vấn nạn khác của xã hội từ nhận thức về vai trò của họ trong xã hội là thanh tẩy thế giới qua nỗ lực giới thiệu ơn cứu rỗi đến cho từng cá nhân.
Đại Tỉnh thức lần thứ ba
Đây là thời kỳ kéo dài từ thập niên 1850 đến thập niên 1900 ảnh hưởng đến nhiều giáo phái Kháng Cách. Công cuộc truyền giáo đem thông điệp Phúc âm đến khắp nơi trên thế giới và Phong trào Phúc âm Xã hội khởi phát trong giai đoạn này. Cũng xuất hiện một số hiện tượng như Phong trào Thánh khiết, Phong trào Nazarene và giáo phái Cơ Đốc Khoa học.
Cuộc Đại Tỉnh thức bùng phát tại nhiều thành phố trong năm 1858, nhưng bị cắt đứt bởi cuộc Nội chiến Mỹ. Tuy vậy, ở miền Nam, chính cuộc nội chiến là nhân tố phát triển các cuộc phục hưng tôn giáo, đặc biệt trong vòng các binh sĩ dưới quyền Tướng Robert E. Lee. Sau chiến tranh, Dwight L. Moody xem chấn hưng niềm tin là trọng tâm trong các hoạt động của ông ở Chicago, dẫn đến việc thành lập Học viện Kinh Thánh Moody.
Các giáo hội Kháng Cách mở rộng hoạt động truyền giáo ở Hoa Kỳ và tại nhiều nước trên khắp thế giới. Số lượng các đại học do các giáo hội thành lập tăng trưởng nhanh cùng với chất lượng giáo dục. YMCA có mặt ở nhiều thành phố, cùng lúc với các nhóm thanh niên Cơ Đốc như Epworth League (Giám Lý), và Walther League (Lutheran).
Ảnh hưởng
Cuộc Đại Tỉnh thức lần thứ ba được xem là ảnh hưởng chủ đạo dẫn dắt nước Mỹ qua những ngày khó khăn khi phải gánh chịu hậu quả nặng nề của cuộc Đại Suy thoái và chiến tranh thế giới lần thứ hai. Ý nghĩa của thuật từ "thức tỉnh" ngụ ý một xã hội mê ngủ hoặc trì trệ, thụ động và bị thế tục hóa. Như thế, "thức tỉnh" là thuật từ bắt nguồn từ những người Tin Lành và được sử dụng thường xuyên bởi cộng đồng này, kéo dài cho đến ngày nay như trong trường hợp của Tổng thống George W. Bush.
Đại Tỉnh thức lần thứ tư
Dù vẫn còn bất đồng về việc liệu có nên áp dụng thuật từ "Đại Tỉnh thức" cho giai đoạn từ cuối thập niên 1960 đến đầu thập niên 1970 hay không, thời kỳ này chứng kiến nhiều sự thay đổi đáng kể trong lĩnh vực tôn giáo tại Hoa Kỳ.
Trong khi các giáo hội "chính lưu" thuộc cộng đồng Kháng Cách sút giảm đáng kể số lượng tín hữu và ảnh hưởng xã hội thì một số giáo phái truyền thống như Baptist Nam phương và Missouri Synod Lutheran phát triển mạnh mẽ số lượng thành viên, mở rộng ảnh hưởng trên khắp nước Mỹ, tham gia các cuộc tranh luận thần học, và trở nên các thế lực chính trị hùng mạnh. Cùng lúc, là sự lớn mạnh của chủ nghĩa thế tục, và các giáo hội phải đối đầu với các vấn đề như quyền của người đồng tính, quyền phá thai và phải nỗ lực bảo vệ học thuyết sáng tạo.
Thời kỳ này cũng chứng kiến sự phát triển của các nhà thờ độc lập có chủ trương liên phái, và các "trung tâm đức tin cộng đồng", cùng lúc là sự trỗi dậy của hiện tượng đại giáo đoàn, và các tổ chức truyền giáo và công tác xã hội phi giáo phái. Phong trào Giê-xu được xem là một phần trong cuộc đại tỉnh thức lần thứ tư.
Cũng thuộc thời kỳ này, theo quan điểm của một số người, là cuộc Phong trào Ân tứ từ năm 1961 đến 1982. Khởi nguồn từ Phong trào Ngũ Tuần, tập chú vào trải nghiệm mà họ xem là những "ân tứ" của Chúa Thánh Linh như nói tiếng lạ, chữa bệnh bằng đức tin và nói tiên tri; các "ân tứ" này cũng được xem là dấu chứng của trải nghiệm "đầy dẫy Chúa Thánh Linh". Dù khởi phát từ cộng đồng Kháng Cách, ảnh hưởng của phong trào này lan rộng trong Giáo hội Công giáo La Mã vào lúc các nhà lãnh đạo giáo hội tỏ thái độ rộng mở với chủ trương đại kết, bớt nhấn mạnh đến cấu trúc giáo hội, đồng thời quan tâm nhiều hơn đến vai trò của giáo dân trong giáo hội.
Đại Tỉnh thức lần thứ ba
Thể loại:Lịch sử tôn giáo Hoa Kỳ Thể loại:Tin Lành Thể loại:Kitô giáo
Cyanamide
Cyanamide là một hợp chất hữu cơ có công thức CN2H2. Chất rắn màu trắng này được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp và sản xuất dược phẩm và các hợp chất hữu cơ khác. Nó cũng được sử dụng như một loại thuốc ngăn chặn rượu ở Canada, Châu Âu và Nhật Bản. Phân tử có một nhóm nitrile gắn liền với một nhóm amino. Các dẫn xuất của hợp chất này cũng được gọi là cyanamide, phổ biến nhất là calci cyanamide (CaCN2).
Sản xuất
Việc chuyển đổi được tiến hành trên bùn. Do đó, hầu hết các cyanamide thương mại được bán dưới dạng dung dịch nước.
Phản ứng và sử dụng
Cyanamide có thể được coi là một mảnh carbon đơn chức năng có thể phản ứng như một điện di hoặc nucleophile. Phản ứng chính được thể hiện bởi cyanamide liên quan đến việc bổ sung các hợp chất có chứa một proton có tính axit. Nước, hydro sulfide và hydro selenide phản ứng với cyanamide để tạo ra urê, thiourea và selenourea, tương ứng:
Theo cách này, cyanamide hoạt động như một tác nhân khử nước và do đó có thể gây ra các phản ứng ngưng tụ. Rượu, thiol và amin phản ứng tương tự nhau để tạo ra alkylisoureas, "pseudothioureas" và guanidine. Thuốc chống loét cimetidine được tạo ra bằng cách sử dụng phản ứng như vậy. Các phản ứng liên quan khai thác tính đa dạng của cyanamide để tạo ra dị vòng, và phản ứng sau này là cơ sở của một số tổng hợp dược phẩm như aminopyrimidine imatinib) và hóa chất nông nghiệp Amitrol và hexazinone. Thuốc điều trị rụng tóc minoxidil và thuốc trị giun albendazole, flubendazole và mebendazole có cấu trúc 2-aminoimidazole có nguồn gốc từ cyanamide. Cyanamide cũng được sử dụng trong quá trình tổng hợp các loại dược phẩm khác bao gồm tirapazamine, etravirine, revaprazan và dasantafil.
Một phương pháp thuận tiện để điều chế các amin thứ cấp không bị nhiễm amin chính hoặc amin bậc ba là phản ứng của cyanamide với các halide alkyl với N, N -dialkylcyanamide có thể dễ dàng bị thủy phân thành dialkylamines và sau đó được khử carboxyl hóa. Cyanamide tự thêm vào trong sự hiện diện của N-bromosuccinimide với liên kết đôi olefinic. Sản phẩm bổ sung được chuyển đổi bởi các base thành N-Cyanaziridine, chu kỳ trong sự hiện diện của axit thành imidazoline, có thể được phản ứng thêm với các diamines phụ bằng cách phân tách kiềm.
Natri dicyanamide có sẵn trong năng suất tốt và độ tinh khiết cao từ cyanamid và cyanogen chloride, thích hợp làm chất trung gian để tổng hợp các thành phần dược phẩm hoạt động. Một nhóm guanidino được giới thiệu bằng phản ứng của cyanamide với sarcosine. Trong quá trình tổng hợp công nghiệp của creatine: giữa|650x650px| phương trình phản ứng Con đường tổng hợp này chủ yếu tránh các tạp chất có vấn đề như axit chloroacetic, axit iminodiacetic hoặc dihydrotriazine xảy ra trong các tuyến khác. Tiền chất sinh lý guanidinoacetic thu được tương tự bằng cách phản ứng với cyanamide với glycine.
Từ giữa những năm 1960, có các phương pháp để ổn định cyanamide để làm cho nó có sẵn ở quy mô công nghiệp. Do ái lực mạnh đối với tự ngưng tụ trong môi trường kiềm (xem ở trên), các dung dịch cyanamide được ổn định bằng cách thêm 0,5% trọng lượng của monosodium phosphate làm chất đệm. Xyanua rắn được sản xuất bằng cách bay hơi cẩn thận dung môi và sau đó bổ sung este thủy phân không bền với axit formic. Các ester hấp thụ dấu vết của độ ẩm (ức chế sự hình thành urê), trung hòa độ kiềm (amonia) và liên tục giải phóng một lượng nhỏ axit formic.
Sử dụng trong nông nghiệp
Cyanamide, dưới tên thương mại Dormex, là một chất phá vỡ nông nghiệp phổ biến được áp dụng vào mùa xuân để kích thích sự mở đồng đều của chồi, folination sớm và nở hoa. Cyanamide có thể bù đắp một cách hiệu quả cho việc thiếu vừa phải các đơn vị làm lạnh được tích lũy trong mùa thu trước và tiết kiệm thu hoạch nếu không sẽ bị mất. Nó đặc biệt hiệu quả đối với các loại cây thân gỗ như quả mọng, nho, táo, đào và kiwi. Quá liều, tập trung cao và lỗi trong thời gian áp dụng có thể làm hỏng chồi (đặc biệt là cây đào).
Một dung dịch cyanamide 50% nước cũng được sử dụng làm chất diệt khuẩn (chất khử trùng) đặc biệt trong chăn nuôi lợn, bởi vì nó giết chết salmonella và shigella một cách hiệu quả và chống lại ruồi trong tất cả các giai đoạn phát triển.
Các khía cạnh môi trường
Cyanamide phân hủy thông qua quá trình thủy phân thành urê, một loại phân bón tuyệt vời. Nấm, như Myrothecium verrucaria, đẩy nhanh quá trình này bằng cách sử dụng enzyme cyanamide hydratase.
An toàn
Cyanamide có độc tính khiêm tốn ở người. Tiếp xúc tại nơi làm việc với thuốc xịt hydro cyanamide hoặc phơi nhiễm ở những người sống gần khu vực phun thuốc đã được báo cáo là gây kích ứng đường hô hấp, viêm da tiếp xúc, đau đầu và các triệu chứng tiêu hóa là buồn nôn, nôn hoặc tiêu chảy.
Liên kết ngoài
Thể loại:Chu trình nitơ Thể loại:Hợp chất carbon vô cơ
Salvator Mundi (Leonardo)
Salvator Mundi (tiếng ) là một bức tranh được cho là công sức toàn phần hoặc bán phần của danh hoạ người Italia, Leonardo da Vinci trong thời kỳ Thượng Phục Hưng, có niên đại vào khoảng những năm c. 1499–1510. Từ lâu tuyệt tác hội hoạ này cho là bản sao của một bản gốc bị mất với lớp sơn quá dày, nó đã được tái khám phá, phục hồi và đưa vào triển lãm Leonardo chính của Luke Syson tại Phòng trưng bày Quốc gia, London, vào năm 2011–2012 Tổ chức đấu giá Christie's tuyên bố ngay sau khi bán tác phẩm mà hầu hết các học giả hàng đầu coi đó là tác phẩm gốc của Leonardo, nhưng sự ghi nhận này đã bị các chuyên gia khác tranh cãi, một số người cho rằng danh hoạ vốn chỉ đóng góp một số yếu tố nhất định.
Bức tranh mô tả Chúa Giê-su trong một chiếc áo dáng dài màu xanh cổ điển thời Phục hưng, làm dấu thánh giá bằng tay phải, trong khi cầm một quả cầu pha lê trong suốt, không phản chiếu ở bên trái, báo hiệu vai trò của ngài là Salvator Mundi và đại diện cho 'thiên cầu' của các tầng trời. Khoảng ba mươi bản sao và các biến thể của tác phẩm của các sinh viên và tín đồ của danh hoạ Leonardo đã được xác định. Các bức vẽ bằng phấn và mực được Leonardo làm tiền đề cũng được lưu giữ trong Bộ sưu tập của Hoàng gia Anh.
Bức tranh được nhà đấu giá Christie's ở New York bán cho Thái tử Badr bin Abdullah vào ngày 15 tháng 11 năm 2017, lập kỷ lục mới cho bức tranh đắt nhất từng được bán đấu giá công khai. Thái tử Badr bị cáo buộc đã thực hiện việc mua hàng thay mặt cho Sở Văn hóa và Du lịch Abu Dhabi, nhưng kể từ đó, người ta cho rằng ông có thể là người đứng ra đấu giá cho đồng minh thân cận của mình và thái tử Ả Rập Saudi Mohammad bin Salman. Sự kiến này dẫn tới các báo cáo cuối năm 2017 rằng bức tranh sẽ được trưng bày tại bảo tàng Louvre Abu Dhabi và việc hủy bỏ không giải thích được của lần công bố dự kiến ​​vào tháng 9 năm 2018.
Vị trí hiện tại của bức tranh đã được báo cáo là không xác định, nhưng một báo cáo tháng 6 năm 2019 nói rằng nó đang được cất giữ trên du thuyền của bin Salman, trong khi chờ hoàn thành một trung tâm văn hóa ở Al-`Ula, là một thành phố của tỉnh Medina ở Tây Bắc Ả Rập Xê Út và một báo cáo tháng 10 năm 2019 cho biết nó có thể được cất giữ ở Thụy Sĩ.
Lịch sử
Leonardo da Vinci được cho là đã bắt đầu vẽ tranh dưới sự bảo trợ của Louis XII của Pháp giữa năm 1506 và 1513. thumb|Leonardo da Vinci, khoảng năm 1500, Salvator Mundi (có khung) Rõ ràng nó thuộc sở hữu của Charles I của Anh và được ghi lại trong bộ sưu tập nghệ thuật của ông vào năm 1649 trước khi được bán đấu giá bởi con trai của Công tước Buckingham và Normanby vào năm 1763. Nó tiếp theo xuất hiện vào năm 1900, đã được mua bởi một nhà sưu tập người Anh, Francis Cook, đệ nhất tử tước của Monserrate. Bức tranh đã bị hư hỏng từ những nỗ lực phục chế trước đó, và sự độc quyền của nó không rõ ràng. Con cháu của Cook đã bán nó trong cuộc bán đấu giá 1958 for £45. Năm 2005, bức tranh được mua lại bởi một tập đoàn các nhà buôn nghệ thuật, trong đó có Robert Simon, một chuyên gia về Ông già. Nó đã được sơn phủ rất nhiều vì vậy nó trông giống như một bản sao, và được mô tả là "một đống đổ nát, bóng tối và ảm đạm".
Phục hồi và xác định tác giả
Nhóm những người kinh doanh nghệ thuật tin rằng có khả năng là mớ hỗn độn chất lượng thấp thực sự có thể là bản gốc da Vinci đã mất từ lâu. Họ đã dành vài năm tiếp theo để khôi phục lại bức tranh và chứng thực.
Sau khi đã được chỉnh sửa và phục hồi, bức tranh được so sánh với và được đánh giá hơn hăn 20 phiên bản khác của Salvator Mundi. Sau đó nó được khôi phục và chứng thực như một bức tranh của Leonardo. Nó đã được triển lãm bởi Bảo tàng Quốc gia của Luân Đôn trong Leonardo da Vinci: họa sĩ triều đình Milan từ tháng 11 năm 2011 đến tháng 2 năm 2012. Một trong những chuyên gia hàng đầu thế giới của Leonardo là Martin Kemp, người đã giúp chứng thực tác phẩm, nói rằng ông biết ngay lập tức khi xem bức tranh được khôi phục lần đầu tiên đó là tác phẩm của Leonardo: "Leonardos đã hiện diện ở đó. Sự huyền bí lạ lùng đó mà bức tranh Leonardo sau này thể hiện ".
Một số đặc điểm trong bức tranh đã dẫn đến sự xác định tác giả tích cực: một số pentimenti là hiển nhiên, đáng chú ý nhất là vị trí của ngón tay phải. Ngoài ra, sfumato, kỹ thuật khác thường khi nhấn xuống mặt lòng bàn tay vào trong sơn là điển hình của nhiều tác phẩm của Leonardo. Cách mà những vòng tròn của tóc và các nút thắt trên khăn choàng đã được xử lý cũng được coi là biểu hiện của phong cách của Leonardo. Hơn nữa, các sắc tố và tấm gỗ mà tác phẩm đã được thực hiện phù hợp với các bức tranh khác của Leonardo. Ngoài ra, bàn tay trong bức tranh rất chi tiết, điều mà Leonardo được người ta biết đến: ông thường phân tích các chi của người quá cố để nghiên cứu chúng và tạo ra các bộ phận cơ thể một cách cực kỳ sống động.
Tình trạng sở hữu hiện tại
Năm 2013, bức tranh được bán cho nhà sưu tập Nga Dmitry Rybolovlev với giá 127,5 triệu USD, thông qua nhà bán tranh Thụy Sĩ Yves Bouvier.
Nó đã được bán đấu giá tại Christie's ở New York vào tháng 11 năm 2017 với giá 450.312.500 USD, một mức giá kỷ lục mới cho một tác phẩm nghệ thuật (giá búa 400 triệu USD cộng với 50.3 triệu USD). Người mua là đại diện được cử đi của Thái tử Saudi Arabia - Mohammed bin Salman. Giá bán hồ sơ mới cao hơn 50% so với kỷ lục trước đó của bức tranh.
Tranh cãi
Một số người nghi vấn về việc xác định tác giả của bức tranh là Leonardo. Michael Daley, giám đốc của ArtWatchUK, đã đặt ra những nghi ngờ về tính xác thực của bức tranh. Ông lưu ý rằng không có bằng chứng nào chứng minh rằng Leonardo từng tham gia vào việc vẽ một chủ đề Salvator Mundi; do đó tranh luận lập luận quan trọng trong việc ủng hộ bức họa cho Leonardo, cụ thể là bức tranh chứa pentimenti và vì lý do đó phải được cho là tác phẩm của Leonardo. Daley nhận xét về bức tranh của Salvator Mundi là nguyên mẫu của một chủ đề được vẽ bởi Leonardo: "Việc tìm kiếm một mẫu tranh Leonardo đầu tiên có thể gây tranh cãi hoặc vô ích: không chỉ các nghiên cứu về vải lanh là vật liệu Leonardo được chấp nhận duy nhất có thể liên quan đến nhưng trong văn học Leonardo không có tài liệu ghi lại về nghệ sĩ từng tham gia vào một dự án vẽ tranh như vậy ".
Jacque Franck, một nhà sử học nghệ thuật ở Paris và chuyên gia của Leonardo, đã xem lại phần này trong khung ảnh nhiều lần, cho biết: "Thành phần không đến từ Leonardo, ông thích phong cách xoắn, đó là một tác phẩm studio tuyệt vời với một chút Leonardo tốt nhất ".
Liên kết ngoài
Thể loại:Tranh của Leonardo da Vinci Thể loại:Tranh về Chúa Jesus Thể loại:Tranh vẽ thời Phục Hưng Thể loại:Leonardo da Vinci
Cyclotron
Cyclotron là một loại máy gia tốc hạt do Ernest Lawrence phát minh vào năm 1929–1930 tại Đại học California, Berkeley, và được cấp bằng sáng chế vào năm 1932. Cyclotron gia tốc các hạt tích điện hướng ra ngoài từ tâm của một buồng chân không hình trụ phẳng dọc theo đường xoắn ốc. Các hạt được giữ theo quỹ đạo xoắn ốc bằng từ trường tĩnh và được gia tốc bằng điện trường thay đổi nhanh chóng. Lawrence đã được trao giải Nobel Vật lý năm 1939 cho phát minh này.
Cyclotron là máy gia tốc "theo chu kỳ" được phát minh đầu tiên trên thế giới. Các máy gia tốc chính trước khi phát triển cyclotron là các máy gia tốc hạt tĩnh điện, chẳng hạn như máy phát Cockcroft–Walton và máy phát Van de Graaff. Trong những máy gia tốc này, các hạt sẽ chỉ đi qua một điện trường đang gia tốc một lần. Do đó, năng lượng mà các hạt thu được bị giới hạn bởi điện thế cực đại có thể đạt được trên vùng gia tốc. Tiềm năng này lần lượt bị hạn chế bởi sự cố tĩnh điện lên đến vài triệu vôn. Ngược lại, trong một cyclotron, các hạt gặp vùng gia tốc nhiều lần bằng cách đi theo đường xoắn ốc, do đó năng lượng đầu ra có thể gấp nhiều lần năng lượng thu được trong một bước gia tốc.
Cyclotron là công nghệ máy gia tốc hạt mạnh nhất cho đến những năm 1950, khi chúng bị synchrotron vượt mặt. Tuy nhiên, chúng vẫn được sử dụng rộng rãi để tạo ra các chùm hạt cho y học hạt nhân và nghiên cứu cơ bản. Tính đến năm 2020, gần 1.500 cyclotron đã được sử dụng trên toàn thế giới để sản xuất hạt nhân phóng xạ cho y học hạt nhân. Ngoài ra, cyclotron có thể được sử dụng cho liệu pháp hạt, trong đó các chùm hạt được áp dụng trực tiếp cho bệnh nhân.
Lịch sử
Vào cuối năm 1928 và đầu năm 1929, nhà vật lý người Hungary Leó Szilárd đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế ở Đức (sau đó bị bỏ rơi) cho máy gia tốc tuyến tính, cyclotron và betatron. Trong những ứng dụng này, Szilárd trở thành người đầu tiên thảo luận về điều kiện cộng hưởng (cái mà ngày nay được gọi là tần số cyclotron) cho một thiết bị gia tốc tròn. Vài tháng sau, vào đầu mùa hè năm 1929, Ernest Lawrence đã hình thành khái niệm cyclotron một cách độc lập sau khi đọc một bài báo của Rolf Widerøe mô tả một máy gia tốc ống trôi. Ông xuất bản một bài báo trên tạp chí Science năm 1930, và được cấp bằng sáng chế cho thiết bị vào năm 1932.
Để chế tạo thiết bị đầu tiên như vậy, Lawrence đã sử dụng các nam châm điện lớn được tái chế từ các bộ chuyển đổi hồ quang lỗi thời do Công ty Điện báo Liên bang cung cấp. Ông được hỗ trợ bởi một sinh viên tốt nghiệp, M. Stanley Livingston Máy cyclotron hoạt động đầu tiên của họ bắt đầu hoạt động vào tháng 1 năm 1931. Máy này có bán kính 4,5 in và gia tốc các proton tới năng lượng lên tới 80 keV.
Tại Phòng thí nghiệm Bức xạ trong khuôn viên của Đại học California, Berkeley (nay là Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley), Lawrence và các cộng tác viên của ông đã tiếp tục chế tạo một loạt cyclotron là những máy gia tốc mạnh nhất trên thế giới vào thời điểm đó; máy 27 in 4,8 MeV (1932), máy 37 in 8 MeV (1937) và máy 60 in 16 MeV (1939). Lawrence nhận giải Nobel Vật lý năm 1939 cho việc phát minh và phát triển cyclotron cũng như các kết quả đạt được với nó.
Máy cyclotron châu Âu đầu tiên được chế tạo ở Liên Xô tại khoa vật lý của Viện Radium VG Khlopin ở Leningrad, do Vitaly Khlopin đứng đầu. Máy móc Leningrad này lần đầu tiên được đề xuất vào năm 1932 bởi George Gamow và Lev Mysovskii và được lắp đặt và đi vào hoạt động vào năm 1937.
Hai cyclotron được chế tạo ở Đức Quốc xã. Cái đầu tiên được chế tạo vào năm 1937, trong phòng thí nghiệm của Otto Hahn tại Viện Kaiser Wilhelm ở Berlin, và cũng được Rudolf Fleischmann sử dụng. Đây là máy cyclotron đầu tiên có hệ số nhân Greinacher để tăng điện áp lên 2,8 MV và dòng điện 3 mA. Một cyclotron thứ hai được chế tạo ở Heidelberg dưới sự giám sát của Walther Bothe và Wolfgang Gentner, với sự hỗ trợ từ Heereswaffenamt, và bắt đầu hoạt động vào năm 1943.
Vào cuối những năm 1930, rõ ràng là có một giới hạn thực tế đối với năng lượng chùm tia có thể đạt được với thiết kế cyclotron truyền thống, do ảnh hưởng của thuyết tương đối đặc biệt. Khi các hạt đạt tốc độ tương đối tính, khối lượng hiệu dụng của chúng tăng lên, điều này làm cho tần số cộng hưởng của một từ trường nhất định thay đổi. Để giải quyết vấn đề này và đạt được năng lượng chùm tia cao hơn bằng cách sử dụng cyclotron, hai phương pháp chính đã được thực hiện, synchrocyclotron (giữ từ trường không đổi, nhưng giảm tần số gia tốc) và cyclotron đẳng thời (giữ tần số gia tốc không đổi, nhưng thay đổi từ trường).
Cyclotron đẳng thời đầu tiên (không phải là các nguyên mẫu được phân loại) được chế tạo bởi F. Heyn và KT Khoe ở Delft, Hà Lan, vào năm 1956. Các cyclotron đẳng thời ban đầu bị giới hạn ở năng lượng ~50 MeV mỗi nucleon, nhưng khi chế tạo và thiết kế kỹ thuật dần dần được cải thiện, việc chế tạo các cyclotron "khu vực xoắn ốc" cho phép tăng tốc và điều khiển các chùm tia mạnh hơn. Những phát triển sau này bao gồm việc sử dụng các nam châm siêu dẫn mạnh hơn và tách các nam châm thành các khu vực riêng biệt, trái ngược với một nam châm lớn duy nhất.
Nguyên lý hoạt động
Trong máy gia tốc hạt, các hạt tích điện được gia tốc bằng cách đặt một điện trường qua một khe hở. Lực tác dụng lên hạt đi qua khe này được cho bởi định luật lực Lorentz:
trong đó: q là điện tích trên hạt,
E
là điện trường,
v
là vận tốc của hạt và
B
là mật độ từ thông. Không thể gia tốc các hạt chỉ bằng từ trường tĩnh, vì lực từ luôn tác dụng vuông góc với hướng chuyển động, và do đó chỉ có thể thay đổi hướng của hạt chứ không thể thay đổi tốc độ.
Trong thực tế, cường độ của một điện trường không thay đổi có thể đặt qua một khe hở bị giới hạn bởi nhu cầu tránh sự đánh thủng tĩnh điện. Như vậy, các máy gia tốc hạt hiện đại sử dụng điện trường (tần số vô tuyến) xoay chiều để tăng tốc. Do trường xoay chiều ngang qua một khe hở chỉ cung cấp gia tốc theo hướng thuận trong một phần chu kỳ của nó, nên các hạt trong máy gia tốc RF di chuyển theo chùm, thay vì dòng liên tục. Trong máy gia tốc hạt tuyến tính, để một chùm "nhìn thấy" điện áp chuyển tiếp mỗi khi nó đi qua một khe hở, các khe hở phải được đặt ngày càng xa nhau, để bù cho tốc độ ngày càng tăng của hạt.
Ngược lại, một cyclotron sử dụng một từ trường để bẻ cong quỹ đạo của các hạt thành hình xoắn ốc, do đó cho phép sử dụng cùng một khoảng trống nhiều lần để tăng tốc một chùm đơn lẻ. Khi chùm xoắn ốc hướng ra ngoài, khoảng cách ngày càng tăng giữa các lần đi qua của khoảng trống được cân bằng chính xác với sự gia tăng tốc độ, do đó, mỗi lần một chùm sẽ đến được khoảng cách tại cùng một điểm trong chu kỳ RF.
trong đó: f là tần số (tuyến tính), q là điện tích của hạt, B là độ lớn của từ trường vuông góc với mặt phẳng mà hạt đang chuyển động và m là khối lượng của hạt. Tính chất mà tần số không phụ thuộc vào vận tốc của hạt là thứ cho phép sử dụng một khe hở duy nhất, cố định để gia tốc một hạt chuyển động theo hình xoắn ốc.
Nguyên lý cyclotron
Giả sử lúc đầu ta có một hạt mang điện tích dương xuất phát từ một điểm rất gần với tâm máy cyclotron và đi vào một hộp. Người ta phải điều chỉnh nguồn điện để cho lúc đó cái hộp ấy tích điện âm, còn hộp còn lại tích điện dương. Lúc này lực Lorentz xuất hiện và làm cho hạt chuyển động theo nửa đường tròn trong hộp có điện tích dương. Khi hộp vừa đến cạnh thẳng của cái hộp đó thì nguồn đổi chiều, tức là hộp mang điện tích dương bây giờ thì mang điện tích âm và ngược lại. Vì vậy, khi đi vào khoảng hẹp giữa hai cạnh thẳng của chúng, điện trường sẽ tăng tốc cho hạt. Và tiếp theo, nó lại di chuyển sang hộp vừa mang điện tích dương và lực Lorentz lại làm nhiệm vụ như trên. Nhưng thay vì như cũ, bán kính của nửa đường tròn quỹ đạo lúc này lớn hơn trước. Cần biết một điều rằng, vận tốc của hạt càng lớn thì bán kính quỹ đạo càng lớn. Tuy vậy,thời gian chuyển động của hạt mang điện mà ta đang xét tới thì lại không phụ thuộc vào quỹ đạo. Thế nên, người ta điều chỉnh sao cho chu kỳ thay đổi cực của nguồn điện bằng 2 lần thời gian chuyển đông trên mỗi nửa đường tròn của hạt mang điện. Thế là quỹ đạo của hạt trong mỗi hộp có bán kính tăng dần, những khi hạt đi vào khoảng hẹp thì điện trường ở đó thay đổi chiều (như đã nói ở trên), làm cho hạt được tăng tốc. Vì hạt được tăng tốc nhiều lần nên dần dần nó thu được vận tốc lớn.
Tuy có hữu ích như vậy, nhưng máy cyclotron có một nhược điểm mà hầu như máy gia tốc nào cũng mắc phải, đó là khi vận tốc của hạt rất lớn, do hiệu ứng tương đối tính, hạt có khối lượng thay đổi. Khi đó chu kỳ quay sẽ không cùng pha với hiệu điện thế của nguồn điện. Vì vậy, máy cyclotron chỉ có thể tăng tốc cho hạt tới một giới hạn nhất định nào đó.
Năng lượng hạt
Mỗi khi một hạt đi qua khe gia tốc trong cyclotron, nó được cung cấp một lực gia tốc bởi điện trường ngang qua khe, và năng lượng tổng thu được của hạt có thể được tính bằng cách nhân mức tăng trên mỗi lần đi qua với số lần hạt đi qua khe đó. khoảng cách.
Tuy nhiên, với số vòng quay thường cao, việc ước tính năng lượng thường đơn giản hơn bằng cách kết hợp phương trình tính tần số trong chuyển động tròn:
với phương trình tần số cyclotron để tính:
Do đó, động năng của các hạt có tốc độ v được tính bởi công thức:
trong đó: r là bán kính tại đó năng lượng được xác định. Do đó, giới hạn về năng lượng chùm tia có thể được tạo ra bởi một cyclotron nhất định phụ thuộc vào bán kính cực đại mà từ trường và các cấu trúc gia tốc có thể đạt tới, và vào cường độ cực đại của từ trường có thể đạt được.
Hệ số K
Trong phép tính gần đúng phi tương đối tính, động năng cực đại trên mỗi khối lượng nguyên tử của một cyclotron đã cho được tính bởi:
trong đó: e là điện tích cơ bản, B là sức mạnh của nam châm, r_{\max} là bán kính tối đa của chùm tia, m_a là một đơn vị khối lượng nguyên tử, Q là điện tích của các hạt chùm tia, và A là khối lượng nguyên tử của các hạt chùm tia. Giá trị của K được tính theo công thức:
Giá trị này được gọi là "hệ số K" và được sử dụng để mô tả năng lượng chùm tia cực đại của cyclotron. Nó đại diện cho năng lượng cực đại theo lý thuyết của các proton (với Q và A bằng 1) được gia tốc trong một cỗ máy nhất định.
Quỹ đạo hạt
Trong khi quỹ đạo theo sau bởi một hạt trong cyclotron thường được gọi là "xoắn ốc", nó được mô tả chính xác hơn là một loạt các cung có bán kính không đổi. Tốc độ hạt, và do đó bán kính quỹ đạo, chỉ tăng ở những khoảng trống gia tốc. Rời xa các vùng đó, hạt sẽ quay quanh (theo một xấp xỉ đầu tiên) ở một bán kính cố định.
Tuy nhiên, một hình xoắn ốc đơn giản có thể là một xấp xỉ hữu ích. Coi hạt nhận được năng lượng
ΔE
trong mỗi vòng quay thì năng lượng của nó sau n vòng quay sẽ là:
Kết hợp nó với phương trình động năng của một hạt trong cyclotron cho công thức:
Đây là phương trình của một đường xoắn ốc Fermat.
Ổn định và lấy nét
Khi một chùm hạt di chuyển xung quanh một cyclotron, hai hiệu ứng có xu hướng làm cho các hạt của nó lan rộng ra. Đầu tiên chỉ đơn giản là các hạt được bơm vào từ nguồn ion có một số vị trí và vận tốc ban đầu. Sự lan truyền này có xu hướng được khuếch đại theo thời gian, làm cho các hạt di chuyển ra khỏi tâm chùm. Thứ hai là lực đẩy lẫn nhau của các hạt chùm tia do điện tích của chúng. Giữ cho các hạt hội tụ để tăng tốc đòi hỏi phải giới hạn các hạt trong mặt phẳng gia tốc (tiêu điểm trong mặt phẳng hoặc "dọc"), ngăn không cho chúng di chuyển vào trong hoặc ra ngoài khỏi quỹ đạo chính xác của chúng ("ngang" lấy nét) và giữ cho chúng được đồng bộ hóa với chu kỳ trường RF đang tăng tốc (lấy nét theo chiều dọc).
Ổn định ngang và lấy nét
Lấy nét trong mặt phẳng hoặc "dọc" thường đạt được bằng cách thay đổi từ trường xung quanh quỹ đạo, tức là với góc phương vị. Do đó, một cyclotron sử dụng phương pháp hội tụ này được gọi là cyclotron trường thay đổi theo phương vị (AVF). Sự thay đổi cường độ trường được cung cấp bằng cách định hình lõi thép của nam châm thành các cung. Giải pháp hội tụ chùm hạt này được đề xuất bởi L. H. Thomas vào năm 1938 và hầu như tất cả các cyclotron hiện đại đều sử dụng các trường thay đổi theo phương vị.
Ổn định theo chiều dọc
Mức độ đồng bộ tức thời giữa hạt và trường RF được biểu thị bằng độ lệch pha giữa trường RF và hạt. Ở chế độ điều hòa thứ nhất (tức là các hạt thực hiện một vòng quay trên mỗi chu kỳ RF), đó là sự khác biệt giữa pha tức thời của trường RF và phương vị tức thời của hạt. Gia tốc nhanh nhất đạt được khi độ lệch pha bằng 90° (modulo 360°). Đồng bộ hóa kém, tức là độ lệch pha xa giá trị này, dẫn đến hạt bị gia tốc chậm hoặc thậm chí bị giảm tốc (nằm ngoài phạm vi 0–180°).
Vì thời gian để một hạt hoàn thành một quỹ đạo chỉ phụ thuộc vào loại hạt, từ trường (có thể thay đổi theo bán kính) và hệ số Lorentz (xem ), cyclotron không có cơ chế hội tụ theo chiều dọc để giữ cho các hạt đồng bộ vào trường RF. Độ lệch pha mà hạt có tại thời điểm nó được đưa vào cyclotron, được bảo toàn trong suốt quá trình gia tốc, nhưng các sai số do sự khớp không hoàn hảo giữa tần số trường RF và tần số cyclotron ở một bán kính nhất định tích tụ trên đỉnh của nó. Việc hạt không được tiêm lệch pha trong khoảng ±20° so với giá trị tối ưu có thể làm cho khả năng tăng tốc của nó quá chậm và thời gian lưu lại trong cyclotron quá lâu. Kết quả là, trong nửa chặng đường của quá trình, độ lệch pha vượt ra ngoài phạm vi 0–180°, gia tốc chuyển thành giảm tốc và hạt không đạt được năng lượng mục tiêu. Việc nhóm các hạt thành các chùm được đồng bộ hóa chính xác trước khi tiêm chúng vào cyclotron, do đó làm tăng đáng kể hiệu quả tiêm.
Cân nhắc tượng đối tính
Trong phép tính gần đúng phi tương đối tính, tần số cyclotron không phụ thuộc vào tốc độ của hạt hoặc bán kính quỹ đạo của hạt. Khi chùm tia xoắn ốc ra bên ngoài, tần số quay không đổi và chùm tia tiếp tục tăng tốc khi nó di chuyển một khoảng cách lớn hơn trong cùng một khoảng thời gian. Trái ngược với sự gần đúng này, khi các hạt tiến gần đến tốc độ ánh sáng, tần số cyclotron giảm do sự thay đổi khối lượng tương đối tính. Sự thay đổi này tỷ lệ với hệ số Lorentz của hạt.
Khối lượng tương đối tính có thể được viết là:
Trong đó: Thay thế điều này vào các phương trình cho tần số cyclotron và tần số góc sẽ cho:
Khi đó bán kính con quay của một hạt chuyển động trong từ trường tĩnh được cho bởi:
Biểu thị tốc độ trong phương trình này theo tần số và bán kính:
mang lại kết nối giữa cường độ từ trường, tần số và bán kính:
Cyclotron đồng bộ
Từ \gamma tăng khi hạt đạt vận tốc tương đối tính, gia tốc của hạt tương đối tính đòi hỏi phải điều chỉnh cyclotron để đảm bảo hạt vượt qua khoảng cách tại cùng một điểm trong mỗi chu kỳ RF. Nếu tần số của điện trường gia tốc thay đổi trong khi từ trường được giữ không đổi, thì điều này dẫn đến synchrocyclotron.
Trong loại cyclotron này, tần số gia tốc thay đổi theo hàm của bán kính quỹ đạo hạt sao cho:
Sự giảm tần số gia tốc được điều chỉnh để phù hợp với sự gia tăng gamma đối với một từ trường không đổi.
Cyclotron đẳng thời
thumb|250px|Trong các cyclotron đẳng thời, cường độ từ trường B là hàm của bán kính r có dạng giống như hệ số Lorentz γ hàm của tốc độ v.
Thay vào đó, nếu từ trường thay đổi theo bán kính trong khi tần số của trường gia tốc được giữ không đổi, thì điều này dẫn đến cyclotron đẳng thời.
Việc giữ tần số không đổi cho phép các cyclotron đẳng thời hoạt động ở chế độ liên tục, khiến chúng có khả năng tạo ra dòng điện chùm lớn hơn nhiều so với synchrocyclotron. Mặt khác, vì sự khớp chính xác của tần số quỹ đạo với tần số trường gia tốc là trách nhiệm của sự biến đổi từ trường theo bán kính, nên sự biến thiên phải được điều chỉnh chính xác.
Máy gia tốc gradient xen kẽ trường cố định (FFA)
Một cách tiếp cận kết hợp từ trường tĩnh (như trong synchrocyclotron) và hội tụ gradient xen kẽ (như trong synchrotron) là máy gia tốc gradient xen kẽ trường cố định (FFA). Trong một cyclotron đẳng thời, từ trường được định hình bằng cách sử dụng các cực nam châm bằng thép được gia công chính xác. Biến thể này mang lại hiệu ứng tập trung khi các hạt đi qua các cạnh của các cực. Trong FFA, các nam châm riêng biệt có hướng xen kẽ được sử dụng để tập trung chùm tia bằng cách sử dụng nguyên tắc tập trung mạnh. Trường của nam châm hội tụ và uốn cong trong FFA không thay đổi theo thời gian, do đó buồng chùm tia vẫn phải đủ rộng để chứa bán kính chùm tia thay đổi trong trường của nam châm hội tụ khi chùm tia tăng tốc.
Các loại cyclotron
Có một số loại cyclotron cơ bản:
Cyclotron cổ điển: Cyclotron sớm nhất và đơn giản nhất. Các cyclotron cổ điển có từ trường đều và tần số gia tốc không đổi. Chúng bị giới hạn ở vận tốc hạt phi tương đối tính (năng lượng đầu ra nhỏ so với năng lượng nghỉ của hạt ) và không có tiêu điểm chủ động để giữ cho chùm tia thẳng hàng trong mặt phẳng gia tốc. Cyclotron đồng bộ: synchrocyclotron mở rộng năng lượng của cyclotron sang chế độ tương đối tính bằng cách giảm tần số của trường gia tốc khi quỹ đạo của các hạt tăng lên để giữ cho nó đồng bộ với tần số quay của hạt. Bởi vì điều này yêu cầu hoạt động xung, tổng dòng tia tích hợp thấp so với cyclotron cổ điển. Xét về năng lượng chùm tia, đây là những máy gia tốc mạnh nhất trong những năm 1950, trước khi phát triển synchrotron. Cyclotron đẳng thời (isocyclotron): Những cyclotron này mở rộng năng lượng đầu ra sang chế độ tương đối tính bằng cách thay đổi từ trường để bù cho sự thay đổi tần số cyclotron khi các hạt đạt tốc độ tương đối tính. Họ sử dụng các miếng cực nam châm có hình dạng đặc biệt để tạo ra từ trường không đồng nhất mạnh hơn ở các vùng ngoại vi. Hầu hết các cyclotron hiện đại đều thuộc loại này. Các mảnh cực cũng có thể được định hình để tạo ra chùm tia giữ các hạt hội tụ trong mặt phẳng gia tốc là quỹ đạo. Điều này được gọi là "lấy nét theo khu vực" hoặc "lấy nét theo trường thay đổi theo phương vị" và sử dụng nguyên tắc lấy nét theo độ dốc xen kẽ. Cyclotron khu vực riêng biệt: Cyclotron khu vực riêng biệt là máy trong đó nam châm nằm trong các phần riêng biệt, được ngăn cách bởi các khoảng trống không có trường. Cyclotron siêu dẫn: "Siêu dẫn" trong bối cảnh cyclotron đề cập đến loại nam châm được sử dụng để bẻ cong quỹ đạo của hạt thành hình xoắn ốc. Nam châm siêu dẫn có thể tạo ra từ trường cao hơn đáng kể trong cùng một diện tích so với nam châm dẫn thông thường, cho phép tạo ra những cỗ máy mạnh mẽ và nhỏ gọn hơn. Cyclotron siêu dẫn đầu tiên là K500 tại Đại học Bang Michigan, được đưa vào hoạt động năm 1981.
Các loại chùm tia
Các hạt cho chùm cyclotron được tạo ra trong các nguồn ion thuộc nhiều loại khác nhau.
Các loại mục tiêu
Để sử dụng chùm cyclotron, nó phải được hướng tới mục tiêu.
Mục tiêu bên trong: Cách đơn giản nhất để tấn công mục tiêu bằng chùm cyclotron là đưa nó trực tiếp vào đường đi của chùm tia trong cyclotron. Các mục tiêu bên trong có nhược điểm là chúng phải đủ nhỏ gọn để vừa với buồng chùm tia cyclotron, khiến chúng không thực tế đối với nhiều mục đích sử dụng trong y tế và nghiên cứu. Mục tiêu bên ngoài: Mặc dù việc trích xuất chùm tia từ cyclotron để chiếu vào mục tiêu bên ngoài phức tạp hơn so với sử dụng mục tiêu bên trong, nhưng nó cho phép kiểm soát tốt hơn vị trí và tiêu điểm của chùm tia, đồng thời linh hoạt hơn nhiều đối với các loại mục tiêu mà chùm tia có thể chiếu tới.
Cách sử dụng
thumb|upright|Một cyclotron hiện đại được sử dụng cho [[trị liệu bức xạ. Nam châm được sơn màu vàng.]]
Nghiên cứu cơ bản
Trong nhiều thập kỷ, cyclotron là nguồn cung cấp chùm năng lượng cao tốt nhất cho các thí nghiệm vật lý hạt nhân. Với sự ra đời của synchrotron hội tụ mạnh, cyclotron được thay thế thành máy gia tốc có khả năng tạo ra năng lượng cao nhất. Tuy nhiên, do tính nhỏ gọn của chúng, và do đó chi phí thấp hơn so với synchrotron năng lượng cao, cyclotron vẫn được sử dụng để tạo ra chùm tia cho nghiên cứu mà mục tiêu chính là không đạt được mức năng lượng tối đa có thể. Các thí nghiệm vật lý hạt nhân dựa trên cyclotron được sử dụng để đo các tính chất cơ bản của đồng vị (đặc biệt là đồng vị phóng xạ tồn tại trong thời gian ngắn) bao gồm chu kỳ bán rã, khối lượng, tiết diện tương tác và sơ đồ phân rã.
Sản xuất đồng vị phóng xạ
Các chùm cyclotron có thể được sử dụng để bắn phá các nguyên tử khác để tạo ra các đồng vị có thời gian sống ngắn với nhiều ứng dụng y tế, bao gồm chụp ảnh y tế và trị liệu bức xạ. Các đồng vị phát positron và gamma, chẳng hạn như fluor-18, carbon-11 và techneti-99m được sử dụng cho chụp ảnh PET và SPECT. Trong khi các đồng vị phóng xạ do cyclotron sản xuất được sử dụng rộng rãi cho mục đích chẩn đoán, thì việc sử dụng điều trị phần lớn vẫn đang được phát triển. Các đồng vị được đề xuất bao gồm astatin-211, paladi-103, rheni-186 và brom-77.
Liệu pháp chùm tia
Chùm từ cyclotron có thể được sử dụng trong liệu pháp hạt để điều trị ung thư. Các chùm ion từ cyclotron có thể được sử dụng, như trong liệu pháp proton, để thâm nhập vào cơ thể và tiêu diệt các khối u do tổn thương bức xạ, đồng thời giảm thiểu tổn thương cho các mô khỏe mạnh trên đường đi của chúng.
Tính đến năm 2020, có khoảng 80 cơ sở trên toàn thế giới dành cho trị liệu bức xạ sử dụng chùm proton và ion nặng, bao gồm hỗn hợp cyclotron và synchrotron. Cyclotron chủ yếu được sử dụng cho các chùm proton, trong khi synchrotron được sử dụng để tạo ra các ion nặng hơn.
Ưu điểm và hạn chế
thumb|M. Stanley Livingston và [[Ernest O. Lawrence (phải) trước máy cyclotron 27 in của Lawrence tại Phòng thí nghiệm Bức xạ Lawrence. Khung kim loại uốn cong là lõi của nam châm, các hộp hình trụ lớn chứa các cuộn dây tạo ra từ trường. Buồng chân không chứa các điện cực "dee" nằm ở trung tâm giữa các cực của nam châm.]]
Ưu điểm rõ ràng nhất của máy cyclotron so với máy gia tốc tuyến tính là do khoảng cách gia tốc giống nhau được sử dụng nhiều lần nên nó tiết kiệm không gian hơn và tiết kiệm chi phí hơn; các hạt có thể được đưa đến năng lượng cao hơn trong không gian ít hơn và với ít thiết bị hơn. Sự nhỏ gọn của cyclotron cũng làm giảm các chi phí khác, chẳng hạn như nền móng, che chắn bức xạ và tòa nhà bao quanh. Cyclotron có một trình điều khiển điện duy nhất, giúp tiết kiệm cả chi phí thiết bị và điện năng. Hơn nữa, cyclotron có thể tạo ra chùm hạt liên tục vào mục tiêu, do đó công suất trung bình truyền từ chùm hạt vào mục tiêu tương đối cao so với chùm xung của synchrotron.