Aceleração de particulas

Páginas: 22 (5327 palavras) Publicado: 17 de maio de 2012
ACELERADORES DE PARTÍCULAS




INTRODUÇÃO

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, revelaramque a estrutura subatômica 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.


QUEBRANDO OS ÁTOMOS

Na década de 30, os cientistas investigaram os raios cósmicos. Quando estas partículas altamente energéticas (prótons) doespaço exterior atingiam átomos de chumbo, (por exemplo: os núcleos dos átomos) muitas partículas minúsculas eram pulverizadas.
Estas partículas não eram prótons ou nêutrons, mas muito menores. Por isso, os cientistas concluíram que o núcleo devia ser feito de partículas bem menores e mais elementares. Assim a pesquisa começou para estas partículas.
Naquela época, a única maneira de se colidirpartículas altamente energéticas com átomos, era no topo de uma montanha onde os raios cósmicos eram mais comuns e onde os experimentos eram conduzidos. Entretanto, os físicos logo construíram aparelhos chamados de aceleradores de partículas ou quebradores de átomos. Nestes aparelhos, você acelera as partículas até altas velocidades (altas energias cinéticas) e as colide com os átomos-alvo.
Osfragmentos resultantes da colisão, bem como a radiação emitida, são detectados e analisados. A informação nos diz sobre as partículas que fazem o átomo e as forças que mantêm o átomo unido. Um experimento em um acelerador de partículas foi descrito como a determinação da estrutura de uma televisão quando se olha para os pedaços dela após ser largada do Empire State Building, em Nova York.


UMACELERADOR DE PARTÍCULAS

Sabia que você tem um tipo de acelerador de partículas em casa? Na verdade, é provável que esteja lendo este artigo usando um! Os tubos de raios cátodos (CRT) de qualquer TV ou monitor de computador é, na verdade, um acelerador de partículas.
O CRT pega as partículas (elétrons) do cátodo, acelera-as, e muda sua direção usando eletroímãs no vácuo. Depois, as faz colidir emmoléculas de fósforo na tela. O resultado da colisão é um ponto de luz, ou um pixel, na sua TV ou no monitor do computador.
Um acelerador de partículas funciona do mesmo modo, exceto que os aceleradores são muito maiores, as partículas se movem muito mais rápido (quase na velocidade da luz) e a colisão resulta em mais partículas subatômicas e em vários tipos de radiação nuclear. As partículas sãoaceleradas por ondas eletromagnéticas dentro do aparelho, quase do mesmo modo que um surfista é empurrado pela onda. Quanto mais energéticas as partículas, mais visível fica a estrutura da matéria. É como espalhar as bolas dispostas no triângulo de bolas do jogo de bilhar. Quando o taco (partícula energizada) aumenta a velocidade, ele recebe mais energia e então pode espalhar melhor as bolas(liberando mais partículas).
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O "Realitivistic Heavy Ion Collider" em Brookhaven National Laboratory - Nova York. Fonte: RHIC
Existem dois tipos básicos de aceleradores de partículas:
linear - as partículas viajam por um caminho longo e reto e colidem com o alvo
circular - as partículas viajam ao redor de um círculo até colidirem com o alvo
Nos aceleradores lineares, as partículas viajam novácuo ao longo de um tubo de cobre. Os elétrons acompanham as ondas criadas pelos geradores de ondas chamados de clístrons. Os eletroímãs mantêm as partículas confinadas em um feixe estreito. Quando o feixe de partículas atinge um alvo no final do túnel, vários detectores registram os eventos: as partículas subatômicas e a radiação liberada. Estes aceleradores são enormes, e são mantidos no...
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