(Tuscaloosa, Alabama, 1901 - Boston, 1967)
Físico estadounidense. Tras trabajar como ingeniero e investigador en la
Universidad de Oxford, pasó en 1934 al Instituto Tecnológico de
Massachusetts, del que fue profesor hasta su jubilación en 1960. Realizó
diversos trabajos relacionados con la física nuclear y desarrolló
generadores electrostáticos de muy alto voltaje (varios millones de
voltios) para el estudio de las partículas atómicas.
Los aceleradores de partículas (también
conocidos como aceleradores atómicos) son dispositivos utilizados para
aumentar la velocidad de las partículas subatómicas, como protones,
electrones y positrones. Aunque inicialmente se inventaron con el fin de
estudiar la estructura básica de la materia, encontraron más tarde
varias aplicaciones prácticas. Uno de los primeros aceleradores de
partículas desarrollados fue inventado por el físico estadounidense
Robert Jemison Van de Graaff alrededor de 1929.
El acelerador de Van de Graaff consta de un
cilindro metálico alto, con una cúpula metálica hueca en su extremo
superior. Una cinta transportadora de seda pasa por el centro del
cilindro. En el fondo de éste, la cinta reúne cargas positivas de una
fuente de alto voltaje. Las cargas positivas se desplazan por la cinta
hasta la parte superior del cilindro, donde se depositan sobre la parte
exterior de la cúpula de la cúspide del dispositivo. Cuanto más larga es
la cinta, más cargas positivas se acumulan en la cúpula. El acelerador
de Van de Graaff original podía producir una acumulación de carga con
una energía de 80.000 voltios, aunque mejoras ulteriores elevaron este
valor hasta los 5.000.000 de voltios.
En un momento dado, las cargas acumuladas sobre
la cúpula hueca son tan elevadas que salta una descarga eléctrica desde
la cúpula hasta una barra metálica situada cerca del dispositivo. La
descarga eléctrica está formada por cargas positivas que se acumulan en
la cúpula y finalmente son expulsadas de ésta. El acelerador de Van de
Graaff puede convertirse en un acelerador de partículas instalando
simplemente algún tipo de objetivo a la barra metálica cercana al
dispositivo. Cuando la descarga eléctrica golpee la barra metálica,
bombardeará el blanco, cuyos átomos se separarán debido al haz de
electricidad de carga positiva.
En un generador de Van de Graaff, la descarga
eléctrica que salta desde la cúpula hasta el blanco está compuesta por
partículas cargadas cuya velocidad ha aumentado desde cero (cuando
estaba en la cúpula) hasta más de 160.000 kilómetros por segundo
(100.000 millas por segundo) en el espacio que media entre la cúpula y
el blanco. Los aceleradores lineales, también conocidos como linacs
(acrónimo de su nombre inglés linear accelerator), funcionan
según el mismo principio, excepto por el hecho de que una partícula es
expuesta a una serie de campos eléctricos, cada uno de los cuales
aumenta su velocida
La aplicación más común de los aceleradores de
partículas es, con gran diferencia, la investigación básica de la
composición de la materia. Las cantidades de energía liberadas en estos
dispositivos no pueden equipararse a las de ningún otro lugar de la
Tierra. Con esos niveles de energía se obtienen nuevas formas de materia
que no existen en condiciones normales. Esas formas proporcionan
pistas sobre la estructura más recóndita de la materia. Los aceleradores
también han encontrado algunas aplicaciones importantes en
instalaciones médicas e industriales. Cuando las partículas se desplazan
a través de un acelerador, emiten una forma de radiación denominada
sincrotrónica. Esta forma de radiación es en cierto modo parecida a los
rayos X y tiene aplicaciones similares.
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