Aceleradores de Partículas: Descubriendo los Secretos del Universo

El acelerador de partículas es un dispositivo que utiliza campos electromagnéticos para acelerar iones. Estos funcionan con partículas cargadas que son aceleradas hasta velocidades próximas a la de la luz, mediante las colisiones de estas partículas de muy alta energía entre ellas o contra un blanco fijo.

Los científicos extraen información de los más pequeños componentes de la materia. En esos choques, nuevas partículas son creadas, lo que proporciona valiosos datos para la Física de Partículas, ya que al crear energía y hacerlas colisionar con otras partículas se pueden encontrar nuevas partículas como las que se crearon en el Big Bang y también para comprender la materia oscura y las fuerzas de la naturaleza (gravitatoria, electromagnética).

Los aceleradores de partículas se pueden clasificar por su forma (lineal o circular), su finalidad y el tipo de haces que producen. A este tipo de máquinas se les ha denominado la "Máquina de Dios", como también se le llama al Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que tiene también por finalidad la de desentrañar los enigmas del origen del Universo, es decir, cómo fue que se creó la materia y qué pasó con la antimateria en el momento del Big Bang. Este es considerado el experimento científico más ambicioso de la historia, porque el LHC intentará identificar con total certeza los enigmas fundamentales con que se construyeron las estrellas, los planetas y hasta los seres humanos.

Estos aceleradores de partículas son utilizados ahora tanto para fines científicos, como para aplicaciones industriales o médicas. En la actualidad están estudiando los aceleradores de partículas de todo el mundo para dar a conocer y entender con aciertos científicos el origen del universo.

Los aceleradores de partículas son instrumentos que emplean campos eléctricos para acelerar partículas estables (protones, electrones, iones pesados) a alta energía.

Los aceleradores de partículas han permitido el conocimiento de las partículas constituyentes elementales de la materia, por el considerable aumento de la energía de las colisiones.

Los parámetros más importantes de un acelerador son:

• la energía
• la intensidad
• el ciclo de ocupación (fracción de tiempo en que un acelerador envía partículas a un experimento)
• estructura temporal de la intensidad

La importancia de los aceleradores es que, una vez aceleradas, las partículas pueden ser dirigidas contra blancos materiales para estudiar reacciones entre partículas o núcleos.

Partes de un Acelerador de Partículas

• Fuente de iones: es la parte que alimenta de partículas a un acelerador. En un filamento incandescente se extraen los electrones, en una fuente de radiofrecuencia que actúa sobre las moléculas de hidrógeno se extraen los protones y también existen fuentes de las que se extraen casi todos los iones de la tabla periódica.
• Óptica: es el conjunto de elementos eléctricos y magnéticos que conducen las partículas aceleradas por la trayectoria ideal del acelerador. Los más frecuentes son los imanes bipolares, utilizados para curvar las partículas en trayectorias circulares y los imanes cuadrupolares que sirven para focalizar.
• Vacío: consiste en un tubo vacío por el que viajan las partículas sin encontrar materia que las dispersaría y frenaría, pues el haz de partículas debe recorrer un largo trayecto antes de ser extraído del acelerador.
• Sistema de aceleración: son los dispositivos en donde se transfiere energía a las partículas cargadas, aumentando su velocidad en cada paso por el sistema.

Clasificación de los Aceleradores de Partículas

• Aceleradores de baja energía: consisten en una serie de campos electromagnéticos que inducen una aceleración constante a las partículas. Utilizados en televisores, monitores de ordenador o en aparatos de rayos X.
• Aceleradores de alta energía: se usan para imprimir grandes velocidades, muchas veces cercanas a las de la luz, a partículas más pesadas por lo general protones, núcleos de deuterio, tritio o helio. Son utilizados para explorar los núcleos atómicos, lo que permite a los científicos investigar sobre la estructura y el comportamiento de los átomos.