ACELERADOR DE PARTICULAS
(Resumen)
Marco Teórico
El estudio del núcleo atómico tanto en el ámbito teórico como experimental dio origen a una nueva rama de la ciencia llamada la física nuclear y el estudio experimental de estos sistemas se hizo inicialmente estudiando las colisiones de los núcleos con proyectiles producidos por fuentes radiactivas. Las limitaciones que tuvieron losprimeros físicos nucleares, eran que disponían de pocas fuentes radiactivas y también estas eran poco intensas, por lo que los experimentos eran muy largos y tediosos. Otra limitación fue que los experimentadores no podían seleccionar el tipo de proyectil y su energía tampoco la podían variar adecuadamente. A pesar de todas estas limitaciones usando fuentes radiactivas se obtuvieron los siguientesimportantes resultados: a) el descubrimiento del núcleo atómico, b) el descubrimiento del neutrón, c) se lograron observar las primeras reacciones o transmutaciones nucleares en las cuales intervino el hombre parcialmente, d) se determinaron algunos radios nucleares, etc
La necesidad de disponer de instrumentos para generar proyectiles con los cuales el experimentador pudiera controlar el tipode partícula (protones, deuterones, alfas, etc.) así como su energía y flujo de estos (corriente eléctrica) fue lo que originó el invento de esos instrumentos a los cuales se les llamó aceleradores de partículas. La satisfacción de construir el primer acelerador de partículas para bombardear núcleos y producir la primera reacción nuclear o transmutación nuclear controlada totalmente por el hombreprovocó una carrera para lograr este objetivo entre algunos de los científicos de la primera década de este siglo. Esta carrera duró20 años y los ganadores fueron los ingleses Cockcrofty Walton, quienes en el año de 1932, fueron los primeros en construir el primer acelerador de iones positivos, con el que generaron un haz de protones de bajas energías y lo usaron para bombardear isótopos delitio 7Li. El resultado de este bombardeo fue producir la primera transmutación nuclear hecha totalmente por el hombre. Por este evento Cockerofty Walton recibieron el premio Novel de Física en 1933.
Objetivos
Conocer la nomenclatura, las ideas y los conceptos de la Física de partículas desde una concepción moderna, así como con las observaciones experimentales que le dan sustento.Familiarizarse con la estructura genérica de los aceleradores de partículas.
Identificar los sucesos experimentales que dan sustento al Modelo Estándar de la Física de Partículas.
Analizar la estructura genérica de los detectores de partículas.
Aceleradores de partículas
Debido a que los primeros aceleradores de partículas se construyeron con el fin de estudiar experimentalmente la estructuradel núcleo atómico, por medio de colisiones las que podían originar transmutaciones o reacciones nucleares, fue la razón por lo que al hablar de un acelerador se asociaba automáticamente con un laboratorio de física nuclear. La importancia de estos instrumentos de física nuclear es similar a la del telescopio en astronomía o al microscopio en bacteriología. Actualmente el uso de los aceleradoresse ha extendido a otras áreas de investigación básica como la física atómica “el mundo de los electrones”y en las partículas elementales. Los aceleradores en medicina se usan tanto en los departamentos de radiología, para destruir tumores malignos, como para producir radioisótopos que se utilizan en el diagnóstico de enfermedades (medicina nuclear). El uso de los aceleradores en aplicacionestecnológicas es muy variado y el más conocido es en las industria de los semiconductores y de la núcleo-electrónica, las cuales se usan un tipo especial de aceleradores conocidos como “implantadores”con los que es posible producir los “chips electrónicos”, circuitos integrados, etc.
Elementos básicos de un acelerador de partículas
1) Fuente de voltaje
2) Fuente de iones (en el esquema es un…
