Acelerador de partículas

En esta entrada he decidido hablar sobre el acelerador de partículas ya que es un tema relacionado con la radiactividad. Voy a explicar ¿qué es?, ¿que tipos de aceleradores de partículas hay?, ¿cual es su funcionamiento? y ¿cuales son sus componentes?.

Un acelerador de partículas es un dispositivo que utiliza 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 la mayoría 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.
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, etc.

 Hay dos tipos básicos de aceleradores de partículas: los lineales y los circulares.

•  Aceleradores lineales: 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.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 Accelerator (SLAC), de 3 km de longitud.
• Aceleradores circulares:estos tipos de aceleradores poseen una ventaja añadida a los aceleradores lineales al usar campos magnéticos en combinación con los eléctricos, pudiendo conseguir aceleraciones mayores en espacios más reducidos. poseen un límite a la energía que puede alcanzarse debido a la radiación sincrotrón que emiten las partículas cargadas al ser aceleradas. La emisión de esta radiación supone una pérdida de energía, que es mayor cuanto más grande es la aceleración impartida a la partícula. Al obligar a la partícula a describir una trayectoria circular realmente lo que se hace es acelerar la partícula, ya que la velocidad cambia su sentido, y de este modo es inevitable que pierda energía hasta igualar la que se le suministra, alcanzando una velocidad máxima.

A continuación voy a explicar el funcionamiento del acelerador de partículas.

Partimos de que los aceleradores de partículas son prácticamente para los Físicos Nucleares, lo mismo que para un Ingeniero Electrónico es un osciloscopio, es decir, sus ojos. En los aceleradores de partículas, como su propio nombre indica, se aceleran las partículas a velocidades muy elevadas, a lo largo del conducto del acelerador, se sitúan unos potentes electroimanes para evitar la posible dispersión de las partículas. Cuando las partículas alcanzan la energía suficiente, se hacen colisionar con otras o bien contra un blanco de manera que toda la información sobre las partículas que han aparecido en la colisión se registra y es estudiada por los físicos nucleares.

Aqui os dejo un video que explica sencillamente como funciona un acelerador de partículas.

Para finalizar explicare los componetes del acelerador de particulas que se dividen en dos grupos: los componentes que generan fuerzas y los componentes que generan campos electromagnéticos.

• Componentes que generan fuerzas

-Dipolos eléctricos: se aplica una diferencia de potencial, generando un campo eléctrico entre dos placas o tubos. Esto hace que la partícula se acelere, como entre dos fases de un linac.
-Dipolos magnéticos: se crea un campo magnético (generalmente de forma artificial mediante bobinas) perpendicular a la trayectoria de la partícula de forma que la curva.
-Multipolos magnéticos: se utilizan para enfocar los haces de partículas, de modo que los campos ejerzan sus acciones de forma más eficiente y se eviten pérdidas en el trayecto.

• Componentes que generan campos electromagnéticos

-Blancos: para crear las partículas generadas en los grandes aceleradores se necesitan blancos, donde las partículas impactan, generando una enorme cantidad de partículas secundarias.
Los blancos se pueden distinguir entre fijos o móviles. En los fijos se engloban todos aquellos que hacen impactar las partículas aceleradas contra un blanco inmóvil, como los aparatos de rayos X. En los móviles se encuentran aquellos que hacen impactar las propias partículas entre ellas duplicando de este modo de forma sencilla la energía que pueden alcanzar los aceleradores.
-Detectores: para ver las partículas generadas en el impacto contra el blanco son necesarios los detectores, que actuarían como los ojos de los científicos.


Fuents de informacion:
http://es.wikipedia.org/wiki/Acelerador_de_part%C3%ADculas
http://eltamiz.com/2007/10/02/%C2%BFcomo-funciona-un-acelerador-de-particulas-aceleracion/
http://es.scribd.com/pguaraca/d/60224522-Acelerador-de-Particulas-PDF
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/movimiento/lineal/lineal.htm



Ignacio Postigo Manso 1ºB Nº24