acelelador de particulas

Introducción


El átomo se consideraba hacia 1808 como el elemento más pequeño e indivisible que constituía la materia, pues en ese año John Dalton publicó su teoría atómica. Posteriormente Thomson descubrió el electrón, a continuación las investigaciones de Bohr sobre el modelo atómico del hidrógeno que había propuesto Rutherford. Utilizando la teoría cuántica interpretó el espectro del H yen 1913 publicó su modelo atómico, en el que se explicaba el ascenso y descenso de los electrones a unos y otros niveles de energía. Este modelo atómico explicaba fielmente el comportamiento del átomo de H y de los átomos hidrogenoides, pero espectros atómicos más complejos quedaban fuera de toda aclaración, al igual que tampoco explicaba el efecto de desdoblamiento que se producía en las líneasespectrales debido a los campos magnéticos. Hacia mediados del siglo XX se descubrieron gran cantidad de partículas que se consideran elementales. Hoy por hoy se sigue estudiando en los aceleradores y colisionadores de partículas de todo el mundo el posible descubrimiento de nuevas partículas.
























Un acelerador de partículas es un dispositivo queutiliza campos electromagnéticos para acelerar partículas cargadas hasta altas velocidades, y así, colisionarlas con otras partículas. De esta manera, se generan multitud de nuevas partículas que -generalmente- son muy inestables y duran menos de un segundo, o bien, permite estudiar más a fondo las partículas que fueron colisionadas por medio de las que fueron generadas. Hay dos tipos básicos deaceleradores de partículas: los lineales y los circulares. El tubo de rayos catódicos de un televisor es una forma simple de acelerador de partículas.
Los aceleradores de partículas imitan, en cierta forma, la acción de los rayos cósmicos sobre la atmósfera terrestre, lo cual produce al azar una lluvia de partículas exóticas e inestables. Sin embargo, los aceleradores prestan un entorno mucho máscontrolado para estudiar estas partículas generadas, y su proceso de desintegración.
Ese estudio de partículas, tanto inestables como estables, puede ser en un futuro útil para el desarrollo de la medicina, la exploración espacial, tecnología electrónica, etcétera.

Tipos de aceleradores:

Lineales: Los aceleradores lineales (muchas veces se usa el acrónimo en inglés linac) de altas energíasutilizan 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 portanto 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 el proceso para cada haz.

A medida que las partículas se acercan a la velocidad de la luz, la velocidad de inversión de los campos eléctricos se hace tanalta 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 nucleares son 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 largo del mundo es el colisionador electrón-positrón Stanford Linear...