Aceleradores de particulas en el mundo

Aceleradores de particulas en el mundo

Usos del acelerador de partículas

El Tevatron, un acelerador de partículas de tipo sincrotrón en el Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi (Fermilab), Batavia, Illinois, Estados Unidos. Cerrado en 2011, hasta 2007 fue el acelerador de partículas más potente del mundo, acelerando protones hasta una energía de más de 1 TeV (tera electronvoltios). Los haces de protones que circulan en las dos cámaras circulares de vacío en los dos anillos visibles colisionaban en su punto de intersección.
Los grandes aceleradores se utilizan para la investigación básica en física de partículas. El mayor acelerador actualmente en funcionamiento es el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), cerca de Ginebra, Suiza, operado por el CERN. Se trata de un acelerador colisionador, que puede acelerar dos haces de protones hasta una energía de 6,5 TeV y hacerlos colisionar frontalmente, creando energías de centro de masa de 13 TeV. Otros aceleradores potentes son el RHIC, en el Laboratorio Nacional de Brookhaven (Nueva York) y, anteriormente, el Tevatron, en el Fermilab (Batavia, Illinois). Los aceleradores también se utilizan como fuentes de luz de sincrotrón para el estudio de la física de la materia condensada. Los aceleradores de partículas más pequeños se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, como la terapia de partículas con fines oncológicos, la producción de radioisótopos para diagnósticos médicos, los implantadores de iones para la fabricación de semiconductores y los espectrómetros de masas con aceleradores para la medición de isótopos raros como el radiocarbono. Actualmente hay más de 30.000 aceleradores en funcionamiento en todo el mundo[2].

Cern

Posiblemente el acelerador de partículas más conocido sea el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, en Ginebra. Es el mayor y más potente acelerador de partículas del mundo, con un diámetro de 27 kilómetros. Tiene forma de donut y se encuentra bajo tierra a unos 100 metros de profundidad. No sólo es más barato construirlo bajo tierra, sino que la corteza terrestre protege a los humanos en la superficie de cualquier radiación dañina. En el CERN, dos haces de protones o iones de plomo se aceleran en el anillo en diferentes direcciones. A continuación, los haces que circulan en sentido contrario se dejan colisionar y se produce una miríada de partículas exóticas. Me gusta pensar en el CERN como una fábrica de partículas. ¿Sabías que el interior del donut acelerador es más frío que el espacio exterior? Los principales objetivos del CERN son encontrar respuestas a los mayores interrogantes del cosmos, como la materia y la energía oscuras.
El Laboratorio Nacional de Aceleración SLAC alberga el acelerador lineal de partículas más largo del mundo. Tiene la friolera de 3.073,72 metros de largo, es decir, unos 3 kilómetros, y es el edificio moderno más largo de la Tierra. Este acelerador de partículas forma una gran parte del láser de electrones libres de rayos X del SLAC, conocido como Linac Coherent Light Source (LCLS). En esencia, los electrones se aceleran en el acelerador lineal de partículas y luego se agitan para producir rayos X que luego forman el XFEL. Con el XFEL, los científicos del SLAC pueden crear películas moleculares de reacciones químicas y revelar la estructura de las proteínas, que son vitales para la vida. Se han concedido un total de cuatro premios Nobel por trabajos realizados en el SLAC.

Sincrotrón…

El Tevatron, un acelerador de partículas de tipo sincrotrón en el Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi (Fermilab), Batavia, Illinois, Estados Unidos. Cerrado en 2011, hasta 2007 fue el acelerador de partículas más potente del mundo, acelerando protones hasta una energía de más de 1 TeV (tera electronvoltios). Los haces de protones que circulan en las dos cámaras circulares de vacío en los dos anillos visibles colisionaban en su punto de intersección.
Los grandes aceleradores se utilizan para la investigación básica en física de partículas. El mayor acelerador actualmente en funcionamiento es el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), cerca de Ginebra, Suiza, operado por el CERN. Se trata de un acelerador colisionador, que puede acelerar dos haces de protones hasta una energía de 6,5 TeV y hacerlos colisionar frontalmente, creando energías de centro de masa de 13 TeV. Otros aceleradores potentes son el RHIC, en el Laboratorio Nacional de Brookhaven (Nueva York) y, anteriormente, el Tevatron, en el Fermilab (Batavia, Illinois). Los aceleradores también se utilizan como fuentes de luz de sincrotrón para el estudio de la física de la materia condensada. Los aceleradores de partículas más pequeños se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, como la terapia de partículas con fines oncológicos, la producción de radioisótopos para diagnósticos médicos, los implantadores de iones para la fabricación de semiconductores y los espectrómetros de masas con aceleradores para la medición de isótopos raros como el radiocarbono. Actualmente hay más de 30.000 aceleradores en funcionamiento en todo el mundo[2].

Cámara de burbujas

No es el momento adecuado para un acelerador de partículas más grande. Pero el CERN, el centro europeo de física con sede en Ginebra (Suiza), tiene planes, grandes planes. La mayor instalación de física de partículas del mundo, que actualmente gestiona el mayor colisionador de partículas del mundo, ha anunciado que pretende construir una máquina aún mayor, según ha revelado hoy en una conferencia de prensa y un comunicado.
Con ello, el CERN ha decidido que quiere seguir adelante con el primer paso de un plan para el Futuro Colisionador Circular (FCC), alojado en un túnel en forma de anillo de 100 kilómetros, o algo más de 60 millas, de circunferencia. Esta máquina podría llegar a alcanzar energías de colisión de 100 tera-electrones-voltios, unas seis veces la energía de colisión del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) actualmente en funcionamiento. Al alcanzar energías sin precedentes, el nuevo colisionador permitiría la mirada más profunda hasta la fecha sobre la estructura de la materia y ofrecería la posibilidad de encontrar nuevas partículas.
Todavía no está claro si la visión completa se hará realidad. Pero el CERN ha anunciado que es de «alta prioridad» para la organización dar el primer paso en el camino hacia el FCC: encontrar un emplazamiento adecuado para el túnel y construir una máquina para colisionar electrones y positrones a energías similares a las del LHC (que sin embargo utiliza protones sobre protones). La decisión de que el CERN pase a las colisiones de alta energía entre protones sólo llegará tras varios años más de estudio y deliberación.

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