ACELERADOR DE PARTÍCULAS Luis Alfredo Gutiérrez Payanene -G1E12Luis- 2015

ACELERADOR DE PARTÍCULAS

¿Que es el acelerador de partículas? Un acelerador de partículas es un dispositivo que utiliza campos electromagnéticos para acelerar partículas cargadas hasta altas velocidades, y así, colisionarlas con otras partículas

Sobre el acelerador El acelerador está ubicado en la Organización Europea para la Investigación Nuclear cerca de Ginebra, en la frontera franco-suiza Fue diseñado para colisionar protones, de hasta 7 TeV de energía (unidad de energía que toma un electrón cuando es acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio)

Funcionamiento de un acelerador Los grandes aceleradores de partículas están basados en un principio muy simple: la alternancia de campos magnéticos y campos eléctricos aceleran una partícula cargada y en cada vuelta su velocidad aumenta proporcionalmente a la capacidad de los electroimanes que dispongamos en el recorrido. Dentro del tubo, no puede haber más que vacío, puesto que no queremos que las partículas aceleradas interaccionen con materia y pierdan eficacia en la trayectoria. se llegan a alcanzar velocidades próximas a la velocidad de la luz

Funcionamiento de un acelerador Las colisiones de protones que se provocarán en el interior del LHC (Gran colisionador de hadrones) producirán brevemente una temperatura 100.000 veces superior a la del Sol y deberían permitir detectar partículas elementales que no se han podido observar hasta hoy

Tipos de aceleradores -Aceleradores de baja energía -Existe una gran cantidad de aceleradores: -Aceleradores de baja energía -Aceleradores de alta energía -Aceleradores lineales -Aceleradores circulares ( de los cuales aparece el ciclotrón y el sincrotrón)

Aceleradores de baja energía Ejemplos de aceleradores de partículas son los tubos de rayos catódicos, encontrados en televisores y generadores de rayos X. Estos aceleradores de baja energía usan un par de electrodos con un voltaje de corriente directa. En la fabricación de circuitos integrados también se utiliza un acelerador de partículas baja energía, llamado implantador de iones.

Aceleradores de alta energía lineales Los aceleradores lineales de altas energías utilizan un conjunto de placas o tubos situados en línea a los que se les aplica un campo eléctrico. Cuando las partículas se aproximan a una placa, se aceleran hacia ella de forma que en ese momento la placa repele la partícula, acelerándola por tanto hacia la siguiente placa

Aceleradores circulares Estos tipos de aceleradores poseen una ventaja a los aceleradores lineales al usar campos magnéticos en combinación con los eléctricos, pudiendo conseguir aceleraciones mayores en espacios más reducidos. Sin embargo 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

Ciclotrón  En ellos las partículas se inyectan en el centro de dos pares de imanes en forma de "D". Cada par forma un dipolo magnético y además se les carga de forma que exista una diferencia de potencial alterna entre cada par de imanes. Esta combinación provoca la aceleración.

Sincrotrón A diferencia de un ciclotrón que usa un campo magnético constante en el sincrotrón ambos campos se hacen variar para mantener el camino de las partículas de forma constante  La velocidad máxima a la que las partículas se pueden acelerar está dada por el punto en que la radiación sincrotrón emitida es igual a la energía inyectada

Ecuaciones de Lorentz Todos los aceleradores se rigen por las ecuaciones básicas del electromagnetismo desarrolladas por Maxwell y Lorentz. Sin embargo, existe una ecuación muy sencilla que sirve para definir las fuerzas que actúan en cada tipo de acelerador. 𝐹 =𝑞∙( 𝐸 + 𝑣 × 𝐵 )

Componentes de un acelerador -Los aceleradores poseen unos cuantos componentes básicos que son: Vacío Conducto del haz de partículas Componentes generadores de fuerzas Conductores generadores de los campos electromagnéticos Sistemas de refrigeración Blancos (lugar donde impactan las partículas) Detectores (detecta partículas)

Objetivos del acelerador Hallar la partícula que creó el “Big Bang” Comprensión de las fuerzas de la naturaleza (gravitatoria, electromagnética) Comprensión de la materia oscura

Referencias http://www.nucleares.unam.mx/~bijker/emfn/Andrade.pdf http://www.lhc-closer.es/2/3/2/0 http://science.portalhispanos.com/wordpress/fisica/aceleradores-de- particulas-particles-acelerator/ https://es.wikipedia.org/?title=Acelerador_de_part%C3%ADculas http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/ciclotron/ciclo.html

Desventajas del acelerador Armamento moderno Posible cataclismo Creación de agujeros negros Desestabilización de los átomos