¿Qué es un haz de partículas?
Un haz de partículas es un haz de partículas aceleradas, generalmente partículas cargadas (iones). Las aplicaciones de la vida real de un haz de partículas incluyen aceleradores de partículas ("Atom Smashers"), en física de plasma, televisores de tubos de rayos cátodos, pantallas de computadora y en terapias contra el cáncer. Después de una breve ráfaga de investigación sobre armamento de haz de partículas en la década de 1980, tales investigaciones se eliminaron en su mayoría, con láseres y otras armas de energía dirigidas que reciben atención e investigación de dólares hoy en día. Un ejemplo natural de un haz de partículas sería un rayo, donde los electrones hacen un salto de nubes cargadas negativamente a la tierra neutra.
La mayoría de los tipos de haz de partículas consisten en partículas cargadas como protones o electrones, porque las partículas cargadas son fáciles de acelerar a lo largo de imanes. La mayoría de los haces de partículas se crean ejecutando una corriente de partículas a través de una serie de dispositivos, cada uno de los cuales imparte un poco de empuje al haz, hasta que se acelera a una velocidad significativa. En algún partidoAceleradores CLE, esta velocidad puede ser hasta el 99.999% de la velocidad de la luz. Los haces de partículas compuestos de electrones tienden a ser los más rápidos, ya que estas partículas son más de mil veces más ligeras que los protones y, por lo tanto, pueden acelerarse más fácilmente.
Aunque el término "haz de partículas" tiene una sensación de ciencia ficción, los haces de partículas se encuentran en todos los televisores de tubo de rayos de cátodo. Incluso se puede considerar que todos los cables eléctricos contienen una especie de haz de partículas de electrones, a pesar de que su camino rara vez es lineal. En un televisor de tubo de rayos de cátodo, una pistola de electrones produce un haz de partículas. La pistola de electrones dispara electrones en una pantalla fluorescente, que se ilumina en respuesta a las partículas entrantes, produciendo una imagen.
Un uso innovador de vigas de partículas está en la radioterapia, donde un haz de partículas está dirigido a matar células cancerosas. La desventaja de este enfoque es el daño a las células sanas y alRiesgo de exceso de exposición a la radiación. El mecanismo de acción es la radiación que daña el ADN de las células malignas, lo que hace que se vuelvan incapaces de autoprroducirse. Un desafío en este tipo de radioterapia es la formación de tumores de bajo oxígeno, tumores que superan su suministro de sangre. Los tumores con altos niveles de oxígeno son ideales para la radioterapia, ya que bombardear el tejido oxigenado con radiación libera numerosos radicales libres que causan daño secundario a las células cancerosas.
.Los haces de partículas más potentes del mundo son los utilizados en los aceleradores de partículas más grandes, como el gran colider de hadrones (LHC) cerca de Ginebra, Suiza. El gran colider de hadrones se encuentra en un túnel de 27 km (17 millas) de circunferencia, hasta 175 m (570 pies) bajo tierra. A un costo de aproximadamente $ 10 mil millones de dólares (dólares estadounidenses), el LHC es una de las máquinas más grandes y caras jamás construidas.