Los primeros aceleradores de partículas construidos surgieron de la necesidad del hombre de conocer el interior del núcleo. En 1930, John D. Cockcroft y Ernest Walton se basaban en la idea de que una partícula a altas velocidades podría superar la repulsión electromagnética y llegar a este. En un primer intento para comprobar esto, utilizaron un transformador de 500 kV para acelerar protones en un tubo de descarga, pero el experimento no tubo resultado. Su segundo intento fue más elaborado, utilizando una serie de capacitores y diodos para alcanzar una diferencia de potencial de 800 kV que aceleró protones en un tubo de 2.4 metros de longitud. Esta vez, el experimento fue un éxito, pues lograron desintegrar núcleos de Litio en pares de partículas alfa.
Acelerador de Cockroft-Walton
Una versión moderna del acelerador de Cockroft-Walton es utilizado hoy en día como preacelerador en el Fermilab, en Chicago, Estados Unidos de América.
Un año después, en 1931, Robert Van Der Graaff puso a prueba una idea en la que venía trabajando durante años. Utilizando cintas de materiales aislantes para cargar dos esferas con cargas opuestas, logró alcanzar voltajes de hasta 1.5 millones de volts entre ambas esferas, logrando descargas visibles entre estas. Este tipo de acelerador es conocido como "Acelerador de Van Der Graff". El voltaje máximo alcanzado depende del radio de las esferas, y Van Der Graaff llegó a planear la construcción de uno con esferas de 4.5 metros de diámetro.
Ejemplo de un Acelerado de Van Der Graaff
Para acelerar partículas a velocidades mayores se necesitaban voltajes mayores, una dificultad encontrada con la tecnología de la época. Se comenzaron a buscar alternativas que utilizaran bajos voltajes. A principios de los años 30', el físico Ernest Lawrence reúne un equipo en el Instituto Berkeley, para poner a prueba una idea propuesta por el físico Rolf Widerøe en una revista científica noruega, el primer concepto de un acelerador lineal (ya explicado en un post anterior), y su propia modificación a esa idea, que sería luego el primer ciclotrón.
Fuentes:
- https://www.aip.org/history/exhibits/lawrence/epa.htm (en inglés)
- http://vandergraafjj.blogspot.com.uy/ - Proyecto de Física sobre un acelerador (generador) de Van Der Graaff
