¿Qué son los aceleradores de partículas?

    Los aceleradores de partículas son instrumentos que se utilizan para investigar el mundo de los átomos y los componentes fundamentales de la materia. Estos aparatos permiten inducir incrementos de velocidad sobre partículas cargadas logrando un aumento de la energía. Se utilizan para investigar el mundo de los átomos y los componentes fundamentales de la materia. Aparte de fines científicos se utiliza para aplicaciones industriales y médicas.

Toda la materia está compuesta de átomos, y estos son el objeto esencial de estudio mediante los aceleradores de partículas. Los átomos están compuestos por las siguientes partículas:

• Electrones: Son partículas con carga negativa que rodean al núcleo
• Protones: Son partículas con carga positiva. El número de protones que posee un átomo se denomina número atómico. Constituyen el núcleo junto a los neutrones.
• Neutrones: Son partículas sin carga que constituyen el núcleo junto a los protones
• Quarks: Son partículas muy pequeñas que constituyen los protones y neutrones. Existen dos clases de quarks: los UP y los DOWN.

¿Cómo funcionan los aceleradores de partículas?

    Los aceleradores de partículas generan partículas subatómicas que se desplazan casi a la velocidad de la luz y se estrellan contra los átomos de una materia en concreto o entre ellos mismos. La trayectoria se registra en forma de datos informáticos, con lo que se puede obtener importante información sobre las partículas que han colisionado

Tipos de aceleradores de partículas

    Los aceleradores de partículas se clasifican en distintos grupos:

• Acelerador lineal: es un tipo de acelerador en el cual las partículas se aceleran a lo largo de una trayectoria rectilínea, por lo que se ven limitados por su longitud.
• Acelerador circular: en estos aceleradores las partículas viajan varias veces a lo largo de un recorrido circular. Por lo que no se ven limitados por su longitud.

• Ciclotrón: Acelera los iones hasta grandes velocidades usando un campo magnético constante y otro eléctrico, también constante.
• Sincrotrón: no usa campos magnéticos y eléctricos de manera constante
• Sincrociclotrón: es una versión mejorada del ciclotrón. También se conoce como ciclotrón sincronizado.

El LEP era un acelerador de partículas circular de 27 km de longitud situado 100m bajo tierra en la frontera entre Suiza y Francia.
Actualmente ha sido sustituido por el LHC.

• El LEP tenía cinco puntos de colisión llamados: ALEPH, DELPHI, L3 y OPAL.
• El LEP empezó a funcionar en agosto de 1989.
• El LEP poseía un sistema de imanes bipolares que curvaba a los electrones y positrones haciéndoles seguir una trayectoria circular.El CERN (Consejo Europeo para la Investigación Nuclear)

 El Gran Colisionador de Hadrones (LHC):

    El LHC es un acelerador de partículas localizado en el CERN, en Suiza. Se prevé que entre en funcionamiento este año 2007. Este acelerador usa el túnel de 27 kilómetros que se usó para el LEP. Este acelerador a diferencia del LEP colisionará protones en vez de electrones y positrones. También podrá colisionar iones pesados como plomo.

    El pasado 27 de marzo de 2007 el LHC sufrió un grave revés al explotar parte de su infraestructura debido a un error en el anclaje de los electroimanes afectando a 3 de los 24 de que consta este acelerador. Este hecho ha paralizado temporalmente las investigaciones y proyectos previstos.

El CERN

    Es un laboratorio de investigación en física de partículas. Fue fundado en 1954 por 12 países europeos, hoy en día se considera uno de los centros de investigación mas importantes del mundo. Cuenta con 20 estados miembros.
    El primer gran éxito del CERN se produjo cuando dos científicos (Carlos Rubbia y Simon Van der Meer) ganaron el premio Nobel de física por el descubrimiento de los bosones W y Z (unas partículas elementales que constituyen los átomos).
    La sede del CERN se encuentra en Suiza, cerca de Ginebra. Cuenta con algunos aceleradores de partículas entre los que destaca el ya mencionado LHC.
    El CERN no solo destaca por sus estudios científicos sino tambien por su desarrollo de nuevas tecnologías informáticas e industriales, como por ejemplo la invención del WWW.
    Los países que pertenecen al CERN son: Austria, Bélgica, R. Checa, Dinamarca, Finlandia, Francia, Alemania, Grecia, Hungría, Italia, Paises bajos, Noruega, Polonia, Portugal, Eslovaquia, España, Suecia, Suiza y Reino Unido.
    Otros países no europeos no pertenecientes al CERN pero que participan en sus programas son: India, Israel, Japón, Rusia, Turquía, Estados Unidos. El CERN también tiene dentro de él organizaciones tales como la Unesco.

El futuro de los aceleradores de partículas

Se espera que gracias a estos aceleradores se contesten preguntas tales como:

• ¿Qué es realmente la materia?
• ¿Cuantas partículas tiene el átomo en realidad?
• ¿Qué es la materia oscura? (La materia oscura es una sustancia que se cree que compone el 95 % del universo)
• ¿Existen otras dimensiones?
• ¿Cómo era el Universo en los primeros momentos del Big Bang?

Y otras muchas preguntas que nos harán conocer un poco más el desconocido mundo de la inmensidad del átomo.

 Para saber más

• Viaje al corazón de la materia. Física de partículas en el instituto.
• Aceleradores de partículas
• Historia gráfica de los aceleradores de partículas
• El CERN
  

Víctor Medina Chavarrías, 2º D