Accelerador de partícules: diferència entre les revisions

Els '''acceleradors de partícules''' són aparells que utilitzen [[camp electromagnètic|camps electromagnètics]] per a [[acceleració|accelerar]] [[partícula subatòmica|partícules subatòmiques]] amb [[càrrega elèctrica]] fins a [[velocitat de la llum|velocitats molt properes a la de la llum]].

[[Fitxer:Wideroe linac en.svg|right|thumb|Esquema del funcionament d'un accelerador lineal. Una font d'de ions emet un feix de partícules que va travessant les successives plaques (en aquest cas, tubs) mentre un generador de radiofreqüència va canviant el voltatge de les plaques.]]

Només les partícules que tenen una càrrega elèctrica neta poden ser accelerades. El mètode d'acceleració es basa en l'atracció i la repulsió entre les partícules i una llarga sèrie d'[[elèctrode]]s onen què s'apliquen camps electromagnètics alterns (també s'utilitzen [[electroimant]]s). Una partícula neutra, com per exemple, el [[neutró]], no es veu afectada per aquests camps i per tant no pot ser accelerada. Les partícules accelerades són [[protons]], [[antiprotó|antiprotons]], [[electrons]], [[positrons]], [[ió (àtom)|ions]]...

Les partícules no s'acceleren de formamanera individual, sinó en feixos de bilions d'elles. Segons quina sigui la seva càrrega, les partícules es veuen atretes cap a les plaques de certa [[Pol (electricitat)|polaritat]] i repelidesrepel·lides per les que tenen polaritat inversa. La polaritat de les plaques canvia diverses vegades per segon. Gràcies a l'atracció i la repulsió, cada placa augmenta una mica la [[velocitat]] i, per tant, també l'[[energia]] de les partícules. Després d'uns quants segons, les partícules ja han aconseguit una velocitat molt pròxima a la de la llum, per la qual cosa s'han de tenir en compte [[Teoria de la relativitat|efectes relativistes]], com ara l'augment de [[massa]] de les partícules segons l'equació E=mc².

L'[[energia]] de les partícules accelerades es mesura en [[electrovolt]]s (eV), però les energies requerides per a estudiar en detall les partícules subatòmiques són tan grans que, sovint, s'utilitzen els múltiples d'aquesta unitat: 1 milió (1 MeV = 10⁶ eV) o mil milions (1 GeV = 10⁹ eV). Els acceleradors actuals més potents arriben a energies de milers de GeV (1 TeV = 1000 GeV = 10¹² eV).

De fet, com més petites siguin les partícules que volem estudiar, més altes són les energies necessàries per fer-ho. En la següent taula següent es dóna la relació entre la mida de les partícules i les energies corresponents:

Hi ha diferents tipus d'acceleradors de partícules. Segons la forma en què acceleren les partícules, es divideixen en:

Les seves aplicacions també són molt diverses. Els més grans, també dits d'''alta energia'', s'utilitzen per a la [[recerca científica]] en [[física de partícules]]. En aquest cas, les partícules accelerades es fan col·lidir contra un blanc immòbil o contra altres partícules accelerades. Uns detectors col·locats al voltant de la zona de col·lisió permeten als científics estudiar les propietats de les [[partícula subatòmica|partícules subatòmiques]] conegudes i, en alguns casos, descobrir-ne de noves.

Els acceleradors de talla mitjana (i de més baixa energia que els anteriors) s'utilitzen també en la investigació científica, sobretot en [[bioquímica]] i [[ciència de materials]]. Aquests acceleradors produeixen el que es coneix com a [[llum de sincrotró|''llum de sincrotró'']], que s'utilitza per a [[espectroscòpia]] per a estudiar [[proteïnes]] o les propietats dels nous materials. D'altresAltres acceleradors també tenen aplicacions [[indústria|industrials]] i [[Medicina|mèdiques]].