Acceleratorînparticule este o mașină capabilă să accelereze protoni încărcați, electroni sau atomi, limitându-i în fascicule înguste, cu viteze apropiate de viteza luminii, prin aplicarea de intens câmpuri electrice și magnetic. Acceleratoarele de particule sunt utilizate pentru cercetarea științifică și, de asemenea, pentru producerea de radiații sincrotrone.
Uitede asemenea: Radiații ionizante - ce este, care sunt riscurile, pce?și se potriveste
Cum funcționează un accelerator de particule?
Acceleratoare de particule folosiți câmpuri electrice pentru a accelera particulele ca protoni și electroni printr-o mare diferenta potentiala. Traiectoria acestor particule este controlată de un câmp magnetic extern intens, responsabil de focalizarea fasciculului de particule, făcându-l din ce în ce mai îngust.
THE energie kinetică de particule care se mișcă în interiorul acceleratoarelor se măsoară într-o unitate neconvențională electron volt (eV). Această unitate este echivalentă cu cantitatea de energie stocată într-un electron atunci când este supusă unui potential electric de 1 V. Un electron volt este egal cu aproximativ 1,6.10-19 J, și, în acceleratoarele moderne de particule, este posibil să se realizeze ciocniriîntre particule a cărei energie este apropiată de 7 TeV (7.1012 eV). Pentru a ajunge la o cantitate atât de mare de energie, protonii și electronii sunt accelerați la peste 99% din viteza luminii.
Cele mai simple acceleratoare de particule sunt van der graaf generator este tub catodic (utilizate la televizoarele CRT, cunoscute și sub numele de televizoare cu tub), ambele acceleratoare liniar și electrostatică. Liniar de ce sarcini electrice câștigați viteza de-a lungul unei căi drepte și electrostatice acționând cu câmpurielectricconstante, adică nu variază în timp.
Acceleratoarele moderne de particule prezintă acceleratoare liniare și circulare. Un exemplu de acceleratoare moderne este LHC (Large Hadron Collider). La LHC, protonii sunt injectați într-un accelerator liniar, apoi acest fascicul de protoni este direcționat către o secvență de inele. În aceste inele, fasciculul de protoni este din ce în ce mai colimat de câmpuri magnetice și accelerat de câmpuri electrice dinamice.
Pentru ce este un accelerator de particule?
Acceleratoarele de particule au multe utilizări, dintre care cea mai comună este cea care caută „vizualizează” subparticule extrem de energice, ca quarks si bosoni higgs. Aceste particule pot fi observate doar pentru momente foarte scurte, când doi atomi care se mișcă la viteze foarte apropiate de viteza luminii se ciocnesc frontal.
Acceleratoare de particule servesc, de asemenea, pentru a produce radiații sincrotrone.. Radiația sincroton este numele dat undele electromagnetice emise de particulele care se mișcă în inelul circular al unui accelerator de particule. Radiația este emisă de particule accelerate, deci unele acceleratoare de particule poate produce diferite „linii de lumină” - raze X, raze gamma și orice frecvență dorită. Aceste radiații sunt utilizate în cele mai diverse scopuri: analiza structurală a materialelor, tratamente oncologice, examene de imagine etc.
Uitede asemenea: Descoperiți subparticulele care dau naștere la protoni și neutroni
Unde sunt acceleratoarele de particule?
Cele mai multe acceleratoare de particule se găsesc în universități și centre de cercetare din întreaga lume. În prezent există aproximativ 30 de mii acceleratoare de particule în funcțiune.
Acceleratoare de particule în Brazilia
Brazilia are mari acceleratoare de particule în Laboratorul Național de Lumină Sincroton (LNLS), printre acestea se remarcă Sirius, una dintre cele mai moderne surse de lumină sincroton din a 4-a generație din Brazilia și din lume. Noul accelerator de particule este în curs de implementare și va servi mai multor scopuri, cum ar fi cercetarea academică legată de energie, mediu, apărare, industrie, sănătate etc.
Acceleratorul Sirius va putea produce linii de lumină de miliarde de ori mai intense decât cele produse de UVX, deschis în 1997 și închis în 2019. În acest fel, pot fi efectuate noi cercetări, stimularea dezvoltării științei naționale.
De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-acelerador-particulas.htm
