Qué Es Y Para Qué Sirve Un Acelerador De Partículas – Tipos – Historia

Los aceleradores de partículas son dispositivos que utilizan campos electromagnéticos para poder acelerar diversas partículas cargadas a velocidades altas, y así, se colisionarían con otras partículas. De tal forma se producen una multitud de partículas nueva que normalmente son muy inestables, por lo cual duran menos de un segundo. Por medio de dicho procedimiento, se pueden estudiar a profundidad las partículas que fueron desintegradas a través de las que fueron generadas. En esta oportunidad, nos centraremos en para qué sirve un acelerador de partículas.

Existen 2 tipos comunes de aceleradores de partículas, conocidos como circulares y lineales. Una forma simple de acelerador de partículas es el tubo de rayos catódicos de algún televisor. En cierta forma los aceleradores de partículas imitan la acción de los rayos cósmico en la atmosfera terrestre. Por lo cual al azar se produce una lluvia de partículas inestables y exóticas. Sin embargo, se podría decir que los aceleradores prestan un entorno más controlado para el estudio de las partículas generadas, y a su vez, el proceso de desintegración de las mismas.

En definitiva, se podría decir que dicho estudio de partículas, es un futuro puede resultar muy útil para el desarrollo de la exploración espacial, tecnología electrónica, la medicina, entre otros.

Para qué sirve un acelerador de partículas

Para qué sirve un acelerador de partículas

Para poder entender para qué sirve un acelerador de partículas, es importante saber cómo funciona. Estos dispositivos o aparatos son una sucesión de tubos, con placas situadas en línea, a las cuales se les suministra una corriente eléctrica alterna. Cuando las partículas se tratan de acercar a dichas placas, se aceleran, debido a que la polaridad del campo eléctrico es totalmente opuesta a la de las partículas. Finalmente, cuando atraviesa la placa, cambia la polaridad, y por lo cual la partícula es repelida, logrando acelerarse a la próxima placa donde pasara el mismo proceso.

Este proceso comúnmente se ve aplicado a una sola partícula, pero en el caso de un acelerador, no se trata de una, sino de diversas partículas, que al encontrarse en un ambiente controlado y pudiendo aplicar un potencial alterno controlado a cada placa, se podrá observar de mejor forma el comportamiento de las partículas, pudiéndose repetir el experimento de manera continua.

Para qué sirve un acelerador de partículas

Historia del acelerador de partículas

Los acelerados de partículas encuentran sus inicios o comienzos a finales del siglo 18, cuando el famoso físico y francés Henri Becquerel manifiesta sobre el fenómeno de la radiactividad. La cual es la base para los posteriores estudios del acelerador de partículas. En el año de 1991, el señor Ernest Rutherford y su equipo, usaron una fuente de partículas con radiación como proyectiles para así poder comprobar la estructura de la materia propuesta por el señor Thompson.

Para qué sirve un acelerador de partículas

Tipos de aceleradores de partículas

-Aceleradores Lineales:

Este tipo de acelerador de energías altas, usan un conjunto de tubos o placas que se encuentran situados en línea, y se les aplican un campo eléctrico alterno. Cuando se aproximan las partículas a una placa, se aceleran hacia dicha placa, al aplicarse la polaridad opuesta a la suya. Luego que la traspasan por medio de un agujero practicado o realizado en la placa, la polaridad se logra invertir, de manera que en dicho momento la placa repela la partícula. También se acelera hacia la placa próxima o siguiente.

-Aceleradores Circulares:

Estos tipos poseen una gran ventaja al utilizar campos magnéticos en combinación con los campos electrónicos. Pudiendo alcanzar mayores aceleraciones en los espacios más reducidos o pequeños. Además, las partículas pueden permanecer internadas o confinadas en configuraciones determinas, teóricamente de manera indefinida. Sin embargo, tienen un límite a la energía que puede lograrse, debido a la radiación sincrotrón que producen las partículas cargadas cuando son aceleradas.

La emisión de dicha radiación supone una pérdida de energía, que cuanto más grande sea la aceleración impartida a la partícula, la perdida de energía también será más grande. Cuando se obliga a la partícula a realizar una trayectoria circular, en definitiva solo se está logrando acelerar la partícula. Debido a que la velocidad logra cambiar su sentido. De tal forma, es inevitable que la partícula pierda su energía hasta igualar a la que se le suministra, alcanzando la máxima velocidad.

-Ciclotrón:

La patente del ciclotrón fue desarrollada en 1934 por el famoso Ernest Orlando Lawrence. Conocido ”como aparato y método para la aceleración de los iones”. En el año 1929 fue desarrollado el primer ciclotrón por el mismo señor, Ernest Orlando Lawrence, en la universidad de california. En ellos, se inyecta la partícula en el centro de 2 pares de imanes en forma de ”D”. Cada par de imanes forma un dipolo magnético. Además también se les carga de manera que exista la diferencia de potencial alterna entre los pares de imanes, por lo cual, dicha combinación produce la aceleración. Dichas aceleraciones poseen un límite de velocidad bajo, si se comparan con los sincrotrones, debido a sus efectos.

-Sincrotrón:

1 de los primeros sincrotrones que aceleraban protones, fue el conocido Bevatron que comenzó a operar en 1952 logrando una energía de 3 GeV. Este sincrotrón fue elaborado en el laboratorio nacional Brookhaven en Nueva York. Con respecto a los aceleradores lineales y los ciclotrones el sincrotrón presenta algunos beneficios. Principalmente que son aptos para conseguir energías mayores en las partículas aceleradas. Sin embargo se necesitan configuraciones de campos electromagnéticos más complejos.

Para qué sirve un acelerador de partículas

Consecuencias del acelerador de partículas

Muchas personas han manifestado gran preocupación en base al desarrollo de esta nueva tecnología, en primer lugar, se proyecta un escenario en el cual dicho dispositivo puede fallar, es decir, el acelerador de partículas. Este hecho, conseguiría como consecuencia la creación de un agujero negro. La hipótesis de los agujeros negros asegura que la creación del mismo puede absorber miles de millones de placas tectónicas. De la misma forma, podría afectar el clima, por lo cual sería imposible que los rayos solares ingresen en la atmosfera terrestre. Por lo cual, se originaria una nueva era glacial.

A pesar de todo ello, la respuesta científica de dicha hipótesis seria que al formarse dicho agujero negro el mismo se abriría y también se cerraría sin la necesidad de comprometer el núcleo terrestre. Es importante recordar que los agujeros negros son las formaciones espaciales con una fuerza de gravedad poderosa que ni siquiera la luz podría escapar de ellos. Como también, ninguna cosa que llegara a caer en su poder podría sobrevivir, se destruiría átomo por átomo. En definitiva se podría decir que la fuerza de gravedad de estos agujeros sería muy superior a 10 bombas atómicas combinadas. A continuación se explicara detalladamente el fenómeno de agujeros negros.

¿Qué es un agujero negro?

Los agujeros negros son una región finita del espacio, en el cual en su interior existe una concentración o densidad de masa lo bastantemente elevada como para producir un campo gravitatorio. En este famoso e interesante agujero negro ningún material, partícula ni siquiera la luz puede escapar de él.

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