El documento describe los diferentes tipos de aceleradores de partículas, incluyendo aceleradores lineales y circulares como ciclotrones y sincrotrones. Estos dispositivos aceleran partículas cargadas a altas velocidades mediante campos electromagnéticos para estudiar las colisiones y producir nuevas partículas. El Gran Colisionador de Hadrones es el acelerador circular más grande del mundo ubicado en el CERN.

2. ACELERADOR DE
PARTÍCULAS
 Un acelerador de partículas es un dispositivo que
utiliza campos electromagnéticos para acelerar
partículas cargadas hasta altas velocidades, y así,
colisionarlas con otras partículas.
 De esta manera, se generan multitud de nuevas
partículas que son muy inestables y duran menos
de un segundo, o bien, permiten estudiar más a
fondo las partículas que fueron colisionadas por
medio de las que fueron generadas.

3. TIPOS DE
COLISIONADORES
CIRCULARES
LINEALES

4. COLISIONADOR LINEAL
 Los aceleradores lineales de altas energías utilizan
un conjunto de placas o tubos situados en línea a
los que se les aplica un campo eléctrico alterno.
 Cuando las partículas se aproximan a una placa, se
aceleran hacia ella al aplicar una polaridad opuesta
a la suya.
 Justo cuando la traspasan, a través de un agujero
practicado en la placa, la polaridad se invierte, de
forma que en ese momento la placa repele la
partícula, acelerándola hacia la siguiente placa.

5. Estosaceleradoresse
usan en muchas
ocasionescomo
primeraetapaantesde
introducir las
partículasen los
aceleradores
circulares.

6. COLISIONADOR
CIRCULARVentajas e inconvenientes:
VENTAJAS
 Usan campos magnéticos en combinación con
los eléctricos, pudiendo conseguir
aceleraciones mayores en espacios más
reducidos.
 Además las partículas pueden permanecer
confinadas en determinadas configuraciones
teóricamente de forma indefinida.

7. INCONVENIENTES
 Poseen un límite de energía que puede
alcanzarse debido a la radiación
sincrotrón que emiten las partículas cargadas
al ser aceleradas.
 La emisión de esta radiación supone una
pérdida de energía, que es mayor cuanto más
grande es la aceleración impartida a la
partícula.

8. Estosaceleradoresseutilizan por ejemplo parala
producción de radioisótopos deuso médico, parala
esterilización deinstrumental médico o dealgunos
alimentos, paraalgunostratamientosoncológicosy en la
investigación.

9. TIPOS DE ACELERADORES
CIRCULARES
Ciclotrón
 Fue desarrollado por Ernest Orlando
Lawrence en 1929 en la Universidad de California.
Cada par forma un dipolo magnético. Esta
combinación provoca la aceleración.
Estos aceleradores tienen un límite de velocidad
bajo en comparación con los sincrotrones.

10. Las velocidades que se alcanzan son bastantes
altas, llamadas relativistas por ser cercanas a la
velocidad de la luz.
Se utilizan unidades de energía en lugar de
unidades de velocidad.
Para alcanzar energías superiores, del orden de
los GeV y superiores, es necesario utilizar
sincrotrones.

11. Sincrotrón
Uno de los primeros sincrotrones fue
el Bevatrón construido en el Laboratorio nacional
Brookhaven, que comenzó a operar en 1952,
alcanzando una energía de 3 GeV.

12.  Estos aceleradores llevan asociado el uso de
mayores capacidades tecnológicas e
industriales, tales como:
 El desarrollo de superconductores, capaces de crear
los campos electromagnéticos necesarios.
Sistemas de vacío, que permitan mantener las
partículas en el conducto donde se mantienen
las partículas.
Los sincrotrones son capaces de conseguir
mayores energías en las partículas aceleradas.

13. Ciclotrón
Sincrotrón

14.  El Gran Colisionador de
Hadrones (LHC), es
un acelerador y colisionador
de partículas ubicado en
la Organización Europea
para la Investigación
Nuclear (CERN) cerca
de Ginebra, en la
frontera franco-suiza.
LARGE HADRON
COLLIDER

15.  El LHC usa un túnel de 27 km de circunferencia y más de
2000 físicos de 34 países y cientos de universidades y
laboratorios han participado en su construcción.
 Dentro del colisionador, dos haces de protones son
acelerados en sentidos opuestos hasta alcanzar el 99,99%
de la velocidad de la luz, y se los hace chocar entre sí
permitiendo simular algunos eventos ocurridos
inmediatamente después del big bang.
 Su temperatura de funcionamiento es de −271,15 °C, es
decir, menos de 2 grados por encima del cero absoluto.

16.  Este instrumento permitió confirmar la existencia de la
partícula conocida como Bosón de Higgs el 4 de julio
del 2012, a también llamada ”Partícula de Dios”.
 Verificar la existencia del bosón de Higgs sería un paso
significativo en la búsqueda de una teoría de la gran
unificación, que pretende relacionar tres de las
cuatro fuerzas fundamentales conocidas, quedando
fuera de ella únicamente la gravedad.
 Junto al Bosón de Higgs también podrían producirse
otras nuevas partículas cuya existencia se ha predicho
teóricamente y para las que se ha planificado su
búsqueda.

17. ACELERADORES DE
MAYORES ENERGÍAS
 Existen varios proyectos para superar las energías
que alcanzan los nuevos aceleradores. Estos
aceleradores se espera que sirvan para confirmar
teorías como la Teoría de la gran unificación e
incluso para la creación de agujeros negros que
confirmarían la teoría de supercuerdas.
 Para 2015-2020 se espera que se construya
el Colisionador lineal internacional, de 40 km de
longitud.

18.  El Supercolisionador superconductor fue un proyecto
para la construcción de un sincrotrón de 87 km de
longitud en Texas que alcanzaría los 20 TeV.
En 1993 el proyecto se canceló después de haber
construido 23,5 km del túnel debido a su altísimo coste
motivado por la gran desviación sobre el costo
previsto.

19.  La forma más sencilla es utilizar el propio movimiento
que se genera al calentar un material. Esto se hace
habitualmente calentando un filamento hasta
su incandescencia haciendo pasar por él una corriente
eléctrica, aunque también se puede hacer enfocando
un láser en él.
 Cuando se pretenden generar protones, sin embargo,
es necesario ionizar átomos de hidrógeno (compuestos
únicamente por 1 protón y 1 electrón).
GENERACIÓN DE
PARTÍCULAS

20. ALARMAS SOBRE POSIBLES
CATÁSTROFES
 La formación de un agujero negro inestable.
 La formación de antimateria, inestable al entrar en contacto
con la materia ordinaria.
 La activación de la transición a un estado de vacío
cuántico.