Acelerador de particulas.

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  • Publicado : 7 de setembro de 2012
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Acelerador de partículas

No início do século XX, descobrimos a estrutura do átomo. Descobrimos que o átomo era feito de fragmentos bem pequenos chamados partículas subatômicas: mais notadamente o próton, o nêutron e o elétron.

Entretanto, os experimentos conduzidos na segunda metade do século XX com os "quebradores de átomos", ou os aceleradores de partícula, revelaram que a estruturasubatômica do átomo era muito mais complexa. Os aceleradores de partículas podem pegar uma partícula, tal como um elétron, acelerá-lo até quase a velocidade da luz, colidi-lo com um átomo e dessa forma descobrir suas partes internas.

Os aceleradores de partículas foram inventados na década de 1920 como uma ferramenta para a investigação em física. Por fora, parecem grandes túneis, e podem ter váriosquilômetros de extensão. Dentro deles, partículas como protões, eletrões, positrões, anti-protões e diferentes tipos de iões são acelerados a velocidades próximas das da luz, utilizando-se campos electromagnéticos para esse efeito. O único requisito para acelerar partículas é o de que estas tenham carga elétrica e vivam o tempo suficiente para poderem ainda ser úteis.

Os aceleradores departículas são então equipamentos que fornecem energia a feixes de partículas subatômicas eletricamente carregadas. Todos os aceleradores de partículas possibilitam a concentração de alta energia em pequeno volume e em posições arbitradas e controladas de forma precisa. Exemplos comuns de aceleradores de partículas existem nas televisões e geradores de raios-X, na produção de isótopos radioativos, naradioterapia do cancro, na radiografia de alta potência para uso industrial e na polimerização de plásticos.

O estudo das partículas elementares constituintes de núcleo atômico iniciou-se num pequeno acelerador desenvolvido em 1927 pelos físicos ingleses J. D. Cockcroft e E. T. S. Walton na Universidade de Cambridge, Inglaterra. Estes cientistas através do dispositivo conseguiram realizar aprimeira reação nuclear induzida artificialmente ganhando assim o Premio Nobel de física de 1951.





Tipos de aceleradores de partículas

O acelerador de partículas é um instrumento essencialmente construído utilizando uma fonte de partículas carregadas expostas a campos elétrico que as aceleram. Após a aceleração passam em seguida por um campo magnético que as desvia de suas trajetóriafocalizando-as e controlando as direções (deflectindo-as).

Todos os tipos de aceleradores de partículas, independentemente de seu grau de avanço tecnológico obedecem aos mesmos princípios básicos. Devido à disposição geométrica dos campos electromagnéticos responsáveis pela aceleração das partículas, basicamente são classificados em dois tipos: cíclicos e lineares.

Para que possam ocorrer àscondições mais próximas do ideal, existe a necessidade de gerar vácuo de excelente qualidade na região de trânsito, evitando assim a dispersão destas partículas pelas moléculas de gases que porventura estejam na sua trajetória.



Aceleradores de partículas cíclicos

Estes são construídos para promover a trajetória curvada das partículas pela ação de campos magnéticos em espiral ou circulares.Este tipo de acelerador força a partícula a passar diversas vezes pelos sistemas de aceleração. A energia final das partículas depende da amplitude da diferença de potencial aplicada e do número de voltas que estas dão no dispositivo.

Os tipos de aceleradores cíclicos mais utilizados são o ciclotrão e o síncrotrão.



Ciclotrão

O ciclotrão é um aparelho que se destina a acelerar partículascom carga elétrica, por forma a conseguir elevadas energias cinéticas, por forma a que estas colidam com outras a fim de estudar as partículas daí resultantes, para melhor compreender a estrutura da matéria.

O ciclotrão foi inventado por Ernest Lawrence (1902-1958) em 1929, e foi posto em operação pela primeira vez em 1932, na Universidade da Califórnia, em Berkeley, e acelera partículas...
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