Como funciona um acelerador de partículas?
Um acelerador de partículas é um dispositivo de física que usa campos elétricos para acelerar as partículas carregadas a imensas velocidades, às vezes frações significativas da velocidade da luz. Partículas comuns que podem ser encontradas nos aceleradores de partículas incluem prótons e elétrons, os blocos de construção do átomo. Os aceleradores de partículas são frequentemente usados para esmagar partículas entre si em velocidades muito altas, revelando seus componentes mais fundamentais. O gerador de raios-X e os aparelhos de televisão são exemplos comuns de aceleradores de partículas, com o mesmo design básico que seus primos maiores usados em experimentos de física de alta energia. Um acelerador de partículas se enquadra em uma das duas categorias: circular ou linear.
Em um acelerador de partículas circulares, as partículas são aceleradas em um caminho circular contínuo. A vantagem desse arranjo é que a partícula pode ser direcionada em um círculo muitas vezes, economizando hardware. A desvantagem é que as partículas em aceleradores circulares emitem radiação eletromagnética, chamada radiação síncrotron. Como seu momento está constantemente incentivando -os a voar em uma trajetória tangencial ao círculo, a energia deve ser continuamente gasta para mantê -los no caminho circular, o que significa que os aceleradores de partículas circulares são menos eficientes. Em grandes aceleradores, a radiação síncrotron é tão intensa que todo o acelerador deve ser enterrado no subsolo para manter os padrões de segurança. O acelerador de partículas de Fermilab em Illinois tem um caminho circular de 6,43 km.
Os aceleradores lineares disparam partículas em uma linha reta em um alvo fixo. O tubo do raio catódico na sua televisão é um acelerador de partículas de baixa energia, queFotons fótons na faixa de luz visível em uma placa de vidro, na tela. O fluxo de fótons está sendo constantemente redirecionado para encher a tela com pixels. Este redirecionamento ocorre rápido o suficiente para percebermos o fluxo alternado de fótons como uma imagem contínua.aceleradores lineares de alta energia, ou LINACS , são usados em aplicações de física. Uma série de placas atrai e repele as partículas carregadas que se movem através delas, puxando partículas para a frente quando ainda não o passaram e afastando -as depois de. Dessa maneira, campos elétricos alternados podem ser usados para acelerar fluxos de partículas a velocidades e energias muito altas. Os físicos usam esses aceleradores para simular condições exóticas, como as do centro das estrelas ou perto do início do universo. O "zoológico de partículas" descrito pelo modelo padrão de física de partículas foi descoberto incrementalmente em experimentos de acelerador de partículas. A maior aceled de partícula linearErator é o acelerador linear de Stanford com um comprimento de 3,2 km).