domingo, 28 de agosto de 2016

El Gran Colisionador de Hadrones

El Gran Colisionador de Hadrones, LHC por sus siglas en inglés, es un acelerador y colisionador lineal de partículas que se encuentra en las instalaciones de la Organización Europea de Investigación Nuclear, CERN por sus siglas en francés, cerca de Ginebra, Suiza.
El LHC fue diseñado y creado con el objetivo de comprobar si la teoría del Modelo Estándar de Partículas es correcta, y reconocer sus limites, a demás de la búsqueda de partículas teóricas como el ya confirmado Bosón de Higgs, los strangelets o el monopolo magnético, etc.


El LHC funciona como un acelerador lineal circular, acelerando protones a la velocidad de 99,9% de la luz y haciendo que se choquen entre si para que producir mucha energía, y con esto simular condiciones similares a las de los momentos que siguieron al Big Bang.

La forma de este acelerador es de una circunferencia de 27 km, convirtiendose en el acelerador mas grande del mundo, y en el trabajan físicos de un total de 34 países, llegando a un número de 2000 empleados en total.

Para hacer funcionar el LHC (es decir, acelerar las protones y hacerlos colisionar) se necesitan que campos magnéticos y eléctricos afecten a los protones hasta que estos lleguen a la velocidad antes mencionada. También cabe aclarar que para que los protones lleguen a chocarse se necesita que este no hayan otras partículas que se interpongan, por lo que se debe generar un vacío artificial. Después de producirse el choque se liberan grandes cantidades de energía, y se alcanzan temperaturas que superan a la del núcleo de Sol.

Fuentes:
  •  https://home.cern/topics/large-hadron-collider (En inglés)
  •  https://www.youtube.com/watch?v=vHeAufiAOno

domingo, 21 de agosto de 2016

¿Qué es un acelerador de partículas?

Una acelerador de partículas es un dispositivo que utiliza campos electromagnéticos para acelerar partículas cargadas a velocidades muy altas, y así hacerlas impactar contra una pantalla u otras partículas y observar los resultados.

Sus aplicaciones varían, desde el Tubo de Rayos Catódicos por el cual un televisor antiguo produce una imagen, hasta el Gran Colisionador de Hadrones, un túnel de 27 km que acelera y hace impactar protones entre sí, con el objetivo de comprobar la validez del Modelo Estándar de la física de partículas.

Vista aérea de las instalaciones del Gran Colisionador de Hadrones (LHC en inglés) cerca de Ginebra, Suiza.

Hay dos tipos principales de aceleradores: lineales y ciclotrones.

Un acelerador de partículas lineal simple utiliza una zona donde existe una diferencia de potencial, generalmente un campo eléctrico generado por dos placas cargadas, para mover partículas cargadas de un punto a otro. Si se utiliza un tubo dividido por varias placas, y se cambia el sentido del campo cambiando el signo de la carga de cada placa, se alcanzan muy altas velocidades.

Utilizando varias placas e invirtiendo sus cargas se logran altas velocidades.

Una variación de los aceleradores lineales son los circulares, que utilizan campos magnéticos para alcanzar velocidades aún mayores, y presentan las ventaja de ser mas compactos.
Las limitaciones de los aceleradores lineales son las propias de la experimentación con campos magnéticos intensos, y la energía alcanzable es limitada.

Un ciclotrón acelera partículas utilizando un campo magnético perpendicular a dos mitades de discos huecos enfrentadas, insertando las partículas en el centro del círculo formado entre estos. Si existe una diferencia de potencial, y se cambia periódicamente la polaridad entre las dos placas, la partícula (afectada por ambos campos eléctrico y magnético) se moverá en espiral, alejándose cada vez mas del centro mientras se mueve entre las dos placas, a velocidades cada vez mayores. El funcionamiento de un ciclotrón se ve explicado mejor en el siguiente video, EN INGLÉS.

(https://youtu.be/cNnNM2ZqIsc)

El funcionamiento de los distintos tipos de acelerador y las diversas aplicaciones y ejemplos que se pueden encontrar en la vida cotidiana serán explicados en siguientes publicaciones.

Fuentes:

  • Dr. E. Andrade, "Aceleradores de Partículas", Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México. (http://www.nucleares.unam.mx/~bijker/emfn/Andrade.pdf)

Más información:

  • "Aceleradores de Partículas", Parte I, Consejo de Seguridad Nuclear, Madrid, España. (https://www.csn.es/images/stories/publicaciones/unitarias/informes_tecnicos/acelerador_particulas_ok.pdf)

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miércoles, 10 de agosto de 2016

Presentación

Somos Francesco Frioni, Alejandro Pertusatti y Mercedes Muñoz, de 6to FM1 del liceo Nº1 IPOLL. Elegimos hacer un proyecto de aceledor de partículas porque nos interesó desde un principio. Pensamos publicar en éste blog nuestro progreso en la investigación y el del modelo de acelerador que tenemos propuesto hacer.