ciencia

Acelerador de partículas
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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 laluz. 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 dostipos básicos de aceleradores: por un lado los lineales y por otro los circulares. En este artículo se describirán los tipos más comunes de aceleradores de partículas.
Véase también: Lista de aceleradores en física de partículas
Contenido
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1 Aceleradores de bajas energías
2 Aceleradores de altas energías
2.1 Aceleradores lineales
2.2 Aceleradores circulares
2.2.1 Ciclotrón2.2.2 Sincrotrón
3 Aceleradores de mayores 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
5.7 Detectores
6 Proyectos deinvestigación más importantes
7 Véase también
8 Referencias
9 Enlaces externos
[editar] Aceleradores de bajas energías
[editar] Aceleradores de altas energías


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


Aceleradorlineal 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 eléctrico alterno. 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 de partículas, de forma que se aplica a cada placa un potencial alterno cuidadosamente controlado de forma que se repita de forma continua elproceso para cada haz.


En los aceleradores de partículas más antiguos se usaba un Generador de Cockcroft-Walton para la multiplicación del voltaje. Esta pieza del acelerador ayudó al desarrollo de la bomba atómica. Construido en 1937 por Philips de Eindhoven, se encuentra actualmente en el museo de ciencias naturales de Londres (Inglaterra).
A medida que las partículas se acercan a la velocidadde la luz, la velocidad de inversión de los campos eléctricos se hace tan alta que deben operar a frecuencias de microondas, y por eso, en muy altas energías, se utilizan cavidades resonantes de frecuencias de radio en lugar de placas.
Los tipos de aceleradores de corriente continua capaces de acelerar a las partículas hasta velocidades suficientemente altas como para causar reacciones nuclearesson los generadores Cockcroft-Walton o los multiplicadores de potencial, que convierten una corriente alterna a continua de alto voltaje, o bien generadores Van de Graaf que utilizan electricidad estática transportada mediante cintas.
Estos aceleradores se usan en muchas ocasiones como primera etapa antes de introducir las partículas en los aceleradores circulares. El acelerador lineal más...