Acelerador de particulas

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Acelerador de partículas

Acelerador lineal de Van de Graaf de una sola etapa de 2 MeV.
Los aceleradores de partículas son instrumentos que utilizan campos electromagnéticos para acelerar las partículas cargadas eléctricamente hasta alcanzar velocidades (y por tanto energías) muy altas, pudiendo ser cercanas a la de la luz. Además, estos instrumentos son capaces de contener estas partículas.Un acelerador puede ser desde un tubo de rayos catódicos ordinario, de los que forman parte de los televisores domésticos comunes o de los monitores de los ordenadores, hasta grandes instrumentos que permiten explorar el mundo de lo infinitamente pequeño, en búsqueda de los elementos fundamentales de la materia.
Existen dos tipos básicos de aceleradores: por un lado los lineales y por otro loscirculares. En este artículo se describirán los tipos más comunes de aceleradores de partículas.
Véase también: Lista de aceleradores en física de partículas
Contenido[ocultar] * 1 Aceleradores de bajas energías * 2 Aceleradores de altas energías * 2.1 Aceleradores lineales * 2.2 Aceleradores circulares * 2.2.1 Ciclotrón * 2.2.2 Sincrotrón * 3 Aceleradores demayores energías * 4 Fundamentos físicos * 4.1 Generación de partículas * 4.2 Ecuaciones de Lorentz * 5 Componentes de un acelerador * 5.1 Vacío * 5.2 Conducto del haz de partículas * 5.3 Componentes generadores de fuerzas * 5.4 Conductores generadores de los campos electromagnéticos * 5.5 Sistemas de refrigeración * 5.6 Blancos * 5.7Detectores * 6 Proyectos de investigación más importantes * 7 Véase también * 8 Referencias * 9 Enlaces externos |
Aceleradores de bajas energías [editar]
Al contrario de la creencia popular, los aceleradores de partículas no son aparatos exclusivos de laboratorios sofisticados, sino que también se encuentran muy presentes en la vida cotidiana de las personas, en forma de aceleradoresde bajas energías. Ejemplos muy sencillos de estos aceleradores, de electrones principalmente, son los televisores o monitores de ordenador (los modelos antiguos que utilizan tubos de rayos catódicos, los cuales pueden considerarse aceleradores lineales de una sola etapa) o los aparatos de rayos X que pueden encontrarse en las clínicas dentales o en los hospitales. Estos aceleradores de bajasenergías utilizan un único par de electrodos a los que se les aplica una diferencia de potencial, directamente, de algunos miles de voltios. En un aparato de rayos X se calienta un filamento metálico que se encuentra entre ambos electrodos mediante el paso de una corriente eléctrica, emitiendo de este modo electrones. Esos electrones son acelerados en el campo eléctrico generado entre ambos electrodoshasta alcanzar el electrodo que se utiliza como productor de rayos X, fabricado con un metal de alto Z (por ejemplo el tungsteno). También se utilizan aceleradores de partículas de bajas energías, llamados implantadores de iones, para la fabricación de circuitos integrados.
Aceleradores de altas energías [editar]

Líneas del haz de partículas que llevan desde el acelerador de Van de Graaf avarios experimentos, en la base del Campus Jussieu de París.
Aceleradores lineales [editar]
Artículo principal: Acelerador lineal

Acelerador lineal de partículas en el Argonne National Laboratory.
Los aceleradores lineales (muchas veces se usa el acrónimo en inglés linac) de altas energías utilizan un conjunto de placas o tubos situados en línea a los que se les aplica un campo eléctricoalterno. Cuando las partículas se aproximan a una placa se aceleran hacia ella al aplicar una polaridad opuesta a la suya. Justo cuando la traspasan, a través de un agujero practicado en la placa, la polaridad se invierte, de forma que en ese momento la placa repele la partícula, acelerándola por tanto hacia la siguiente placa. Generalmente no se acelera una sola partícula, sino un continuo de haces...
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