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El Gran Colisionador de Hadrones del CERN está encendido

El Gran Colisionador de Hadrones del CERN está encendido


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El 10 de septiembre de 2008, los científicos activaron con éxito el interruptor por primera vez en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el laboratorio de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en Ginebra, dando inicio a lo que muchos llamaron el mayor experimento científico de la historia.

Al probar las teorías de la física de partículas, el LHC de $ 8 mil millones es el acelerador de partículas más grande del mundo, compuesto por imanes superconductores que permiten a ingenieros y físicos estudiar partículas subatómicas, incluidos protones, electrones, quarks y fotones. El LHC puede crear 600 millones de colisiones por segundo.

El anillo subterráneo de 17 millas, ubicado debajo de la frontera suizo-francesa, envía rayos de partículas a una velocidad cercana a la de la luz, lo que hace que colisionen y recreen los escombros causados ​​por el Big Bang. En el momento de su lanzamiento, algunos científicos y ambientalistas especularon que el LHC crearía un mini agujero negro que podría acabar con el mundo. Estas afirmaciones fueron refutadas por el CERN y el físico Stephen Hawking, quien dijo que cualquier mini agujero negro se evaporaría instantáneamente.

El objetivo del LHC, el instrumento científico más grande del planeta, era crear y descubrir el bosón de Higgs, más conocido como "la partícula de Dios". En 1964, Peter Higgs y Francois Englert propusieron la teoría de que la partícula asociada con un campo de energía que transmite masa era la clave de cómo todo en el universo adquiere masa.

En 2012, el CERN anunció que los experimentos del LHC habían permitido a los investigadores observar una partícula consistente con el bosón de Higgs. El 8 de octubre de 2013, Higgs y Englert fueron galardonados con el Premio Nobel de Física, “por el descubrimiento teórico de un mecanismo que contribuye a nuestra comprensión del origen de la masa de las partículas subatómicas, y que recientemente fue confirmado a través del descubrimiento de la partícula fundamental predicha, por los experimentos ATLAS y CMS en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN ".


La máquina más grande jamás fabricada por el hombre, conocida como Gran Colisionador de Hadrones (LHC) se puso en marcha el 10 de septiembre de 2008. Este evento fue un nuevo trampolín tecnológico en la historia del planeta, ya que los científicos ahora pueden probar las cuestiones fundamentales abiertas en física. con la prueba de que los cálculos de grandes como Albert Einstein eran realmente correctos.

El encendido del LHC allanó el camino para una nueva era de investigación científica, ya que muchos aspectos previamente discutibles de las partículas elementales y la formación de todo ahora fueron respondidos con pruebas.


¿El CERN está abriendo portales?

Imagen: Ruan Carlos / Unsplash

En junio de 2016, apareció en línea una serie de increíbles fotos de los cielos sobre el CERN, cortesía del fotógrafo Christophe Suarez.

Casualmente, o quizás no, las imágenes fueron capturadas solo 10 días después de que el experimento AWAKE, o Experimento Avanzado WAKEfield, comenzara en sus instalaciones del CERN el 16 de junio de 2016.

En respuesta, algunos afirmaron que el LHC había generado un & # 8220portal sobre Ginebra & # 8221. Después de todo, las imágenes eran bastante extraordinarias & # 8212 altísimas nubes oscuras llenas de relámpagos y una tormenta debajo.

De hecho, se han realizado muchas afirmaciones de este tipo a lo largo de los años. En 2015, Yahoo News informó sobre imágenes de un supuesto vórtice formándose sobre Ginebra, lo que ellos denominaron una & # 8220 puerta de enlace OVNI & # 8221. En las imágenes, las nubes se arremolinan en un punto, como si fuera un agujero negro, y un Se puede ver un número de pequeños orbes brillantes & # 8220 entrando. & # 8221 El vórtice luego se desvanece. El portal OVNI supuestamente había estallado directamente sobre el Gran Colisionador de Hadrones. Desafortunadamente, a pesar de la cobertura de los medios, estas imágenes resultaron ser CGI.

Otro supuesto portal apareció sobre Ginebra el 5 de julio de 2016, este en forma de nubes que creaban un & # 8220ring & # 8221 cuando se miraba en el radar.

Imagen: YouTube

Según el video, el & # 8220cloud portal & # 8221 coincidió con un apagado de emergencia del LHC, que ocurrió después de que una comadreja saltó sobre la cerca de una subestación, golpeó un transformador y cortó la energía.

Esto, al menos, era cierto & # 8212 una comadreja hizo saltó la cerca, y lamentablemente fue electrocutado por dicho transformador. Finalmente fue rellenado y exhibido en el Museo de Historia Natural de Rotterdam, en su exposición Dead Animal Tales. Si sus acciones dieron como resultado o no un portal que se abrió sobre el acelerador de partículas, lo dejo para que usted lo decida.

¿Un portal al infierno?

En agosto de 2016, apareció un video en línea que parecía representar un sacrificio ritual en los terrenos del CERN, justo frente a la estatua de Shiva, la deidad hindú. En el video, puedes ver una serie de figuras encapuchadas reunidas cerca de la estatua, rodeando a una mujer.

El video está tomado desde el punto de vista de un espectador desprevenido, que decide huir después de darse cuenta de lo que está a punto de suceder.

Imagen: YouTube

Según The Guardian, se trataba de un engaño, y el propio CERN inició una investigación para averiguar quién era el responsable. Según su informe, se sospechaba de & # 8220 científicos bromistas & # 8221.

Broma o no, esto no ayudó exactamente a disipar los rumores de que el CERN estaba tramando algo extraño. En 2014, escribí sobre la estatua de Shiva y por qué algunos creen que es un símbolo de la búsqueda del CERN no solo para abrir portales, sino para abrir una puerta para que los Annunaki regresen a la Tierra. Otros creen que el LHC puede ser, de hecho, un intento de portal al inframundo mismo.

Como informó Metro en enero de 2017, algunos blogueros en línea creen que los experimentos del CERN y # 8217 son de hecho un intento de construir & # 8220 el reino del anticristo & # 8221, quien eventualmente pasará por el portal y & # 8220 gobernará nuestro planeta & #. 8221

Parpadeando hasta desaparecer

Imagen: Arseny Togulev / Unsplash

Quizás relacionado con la extraña actividad en los cielos sobre el CERN está el incidente de noviembre de 2009, cuando un Airbus A330-300 de Iberworld supuestamente desapareció temporalmente.

Según cuenta la historia, el avión transportaba a 170 pasajeros y se dirigía hacia Santa Cruz, Bolivia, cuando aparentemente desapareció en pleno vuelo. Luego se informó que el avión reapareció aproximadamente a 5.500 millas de distancia en el Aeropuerto de Tenerife Norte en la isla de Tenerife en las Islas Canarias.

Según un artículo de Inquisitr publicado en 2016, algunos creen que el CERN & # 8217s Large Hadron Collider pudo haber sido el culpable de este misterioso giro de los acontecimientos, dado que acababa de comenzar a hacer circular rayos el año anterior y se estaba preparando para hacerlo nuevamente.

Antes de noviembre de 2009, el LHC había estado temporalmente fuera de servicio debido a un mal funcionamiento denominado & # 8220Quench incidente & # 8221 que ocurrió el 19 de septiembre de 2008. Helio líquido ventilado en el túnel del colisionador & # 8217s, dañando 53 imanes superconductores.

Los proveedores de la teoría de Airbus creen que el extraño evento pudo haber ocurrido durante los preparativos para el relanzamiento del LHC & # 8217 a principios de noviembre.

Según la teoría, los científicos del CERN habían producido accidentalmente algún tipo de & # 8220time warp & # 8221 durante una de las startups del LHC & # 8217s. Inmediatamente cerraron todo. El coordinador de la máquina del LHC, el Dr. Mike Lamond, dijo oficialmente que el cierre había sido causado por un pájaro que cayó & # 8220 un poco de baguette & # 8221 provocando que los imanes se calentaran y casi resultan en otro & # 8220quench & # 8221 incidente, como se informó. por The Telegraph el 6 de noviembre de 2009.

Y, sin embargo, algunos no compraron esta explicación, creyendo en cambio que era un encubrimiento para evitar que el público se enterara de que el LHC había & # 8220 accidentalmente abierto un portal del tiempo & # 8221, más o menos, dijo el Inquisitr.

El llamado & # 8220time warp & # 8221 o así continúa la historia, fue causado por el LHC distorsionando el campo magnético de la Tierra & # 8217s, creando una & # 8220time wave & # 8221 que reverberó a través del núcleo del planeta & # 8217s. La ola pasó por la Puerta del Sol, un antiguo arco de piedra megalítico en Bolivia.

Imagen: Wikipedia / Dominio público

Algunos creen que es un & # 8220stargate, & # 8221 en sí mismo un portal a otros mundos.

La & # 8220time wave & # 8221 continuó luego, hasta que hizo contacto con el Airbus de Iberworld, desplazándolo temporalmente en el tiempo y el espacio. Según la extraña historia, los 170 pasajeros, junto con el avión, se teletransportaron espontáneamente 5.500 millas desde Bolivia a las Islas Canarias, donde pudieron aterrizar de manera segura, aunque confundidos.

(La & # 8220true & # 8221 historia del Airbus, o Air Comet A333, de hecho puede ser un poco menos extraordinaria, dependiendo de lo que quieras creer. Según The Aviation Herald, el avión estaba destinado a realizar un vuelo desde Madrid Barajas, España a Santa Cruz, Bolivia, pero de alguna manera terminó en Santa Cruz de Tenerife, Islas Canarias. Según se informa, la tripulación los había confundido, aunque la historia ciertamente deja muchas preguntas).


LibertyVoter.Org

En este día de 2008, los científicos activaron con éxito el interruptor por primera vez en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el laboratorio de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en Ginebra, dando inicio a lo que muchos llamaron el mayor experimento científico de la historia.

Al probar las teorías de la física de partículas, el LHC de $ 8 mil millones es el acelerador de partículas más grande del mundo, compuesto por imanes superconductores que permiten a ingenieros y físicos estudiar partículas subatómicas, incluidos protones, electrones, quarks y fotones. El LHC puede crear 600 millones de colisiones por segundo.

El anillo subterráneo de 17 millas, ubicado debajo de la frontera suizo-francesa, envía rayos de partículas a la velocidad de la luz, lo que hace que colisionen y recreen los escombros causados ​​por el Big Bang. En el momento de su lanzamiento, algunos científicos y ambientalistas especularon que el LHC crearía un mini agujero negro que podría acabar con el mundo. Estas afirmaciones fueron refutadas por el CERN y el físico Stephen Hawking, quien dijo que cualquier mini agujero negro se evaporaría instantáneamente.

El objetivo del LHC, el instrumento científico más grande del planeta, era crear y descubrir el bosón de Higgs, más conocido como "la partícula de Dios". En 1964, Peter Higgs y Francois Englert propusieron la teoría de que la partícula asociada con un campo de energía que transmite masa era la clave de cómo todo en el universo adquiere masa.

En 2012, el CERN anunció que los experimentos del LHC habían permitido a los investigadores observar una partícula consistente con el bosón de Higgs. El 8 de octubre de 2013, Higgs y Englert fueron galardonados con el Premio Nobel de Física, “por el descubrimiento teórico de un mecanismo que contribuye a nuestra comprensión del origen de la masa de las partículas subatómicas, y que recientemente fue confirmado a través del descubrimiento de la partícula fundamental predicha, por los experimentos ATLAS y CMS en el CERN & # 8217s Large Hadron Collider ".


CERN y Apocalipsis 9: 1-11

Aquí, John nos habla de un momento en que Satanás recibe la llave del & # 8220 pozo sin fondo & # 8221 para liberar una horda de seres demoníacos que se asemejan a langostas sobre el mundo. Me pregunto si este evento bíblico está relacionado con los experimentos que se están llevando a cabo en el CERN.

Es interesante notar que la palabra & # 8220 pozo sin fondo & # 8221 traducida abussos en griego, literalmente significa el EJE DEL ABISMO (por lo que no es solo un pozo, sino más bien un túnel& # 8212el túnel al abismo). La idea de un túnel (agujero de gusano) que conduce a otra dimensión, o un calabozo, está en el corazón del CERN. ¿Y adivinen qué término usan los científicos para describir un agujero negro? & # 8220 pozo sin fondo & # 8221.

De mayor interés es el hecho de que la ciudad donde se encuentra el CERN se llamaba & # 8220Appolliacum & # 8221 en la época romana, donde existía un templo en honor a Apollyon el destructor (Apolo), y los romanos creían que era un puerta de entrada al inframundo (tenga en cuenta que el pozo sin fondo está asociado con el inframundo). Compare esto con Apocalipsis 9:11, que dice:

Se nos dice que Apollyon es el ángel del abismo, y el rey de las "langostas" demoníacas que fueron desatadas. ¿Es una coincidencia que el CERN se construya en la ciudad dedicada a Apollyon?

¿Es también una coincidencia que una estatua del dios hindú Lord Shiva, el "Dios de la destrucción"o llamado"El destructor"¿Se muestra de forma destacada fuera del LHC? ¡El nombre del ángel, & # 8220Apollyon & # 8221, en griego significa "Destrucción"! Por cierto, ¿qué tiene esto que ver con la ciencia?


Estatua de la diosa india Shiva ubicada en la sede del CERN

Además de todo eso, CERN es la abreviatura del dios cornudo Cernunnos & # 8212the dios del inframundo. ¿Solo otra coincidencia? ¿Es también una coincidencia que el CERN tenga que profundizar subterráneo para hacer sus & # 8220god & # 8221 experimentos de aprovechamiento?

No lo sé, pero todo esto explicaría por qué han elegido construir su & # 8220science project & # 8221 bajo tierra, y en un sitio que abarca dos países (Francia y Suiza), lo cual no tiene ningún sentido o por qué ' He elegido un acrónimo que no parece encajar con lo que representa.



Contenido

Los haces de partículas de alta energía son útiles para la investigación fundamental y aplicada en las ciencias, y también en muchos campos técnicos e industriales no relacionados con la investigación fundamental [9]. Se ha estimado que hay aproximadamente 30.000 aceleradores en todo el mundo. De estos, solo alrededor del 1% son máquinas de investigación con energías superiores a 1 GeV, mientras que alrededor del 44% son para radioterapia, 41% para implantación de iones, 9% para procesamiento e investigación industrial y 4% para investigación biomédica y otras investigaciones de baja energía. [10]

Física de altas energías Editar

Para las investigaciones más básicas sobre la dinámica y la estructura de la materia, el espacio y el tiempo, los físicos buscan los tipos más simples de interacciones con las energías más altas posibles. Por lo general, implican energías de partículas de muchos GeV e interacciones de los tipos más simples de partículas: leptones (por ejemplo, electrones y positrones) y quarks para la materia, o fotones y gluones para los cuantos de campo. Dado que los quarks aislados no están disponibles experimentalmente debido al confinamiento del color, los experimentos disponibles más simples involucran las interacciones de, primero, leptones entre sí, y segundo, de leptones con nucleones, que están compuestos de quarks y gluones. Para estudiar las colisiones de los quarks entre sí, los científicos recurren a las colisiones de nucleones, que a alta energía pueden considerarse de manera útil como interacciones esencialmente de dos cuerpos de los quarks y gluones que los componen. Estos físicos de partículas elementales tienden a usar máquinas que crean haces de electrones, positrones, protones y antiprotones, interactuando entre sí o con los núcleos más simples (por ejemplo, hidrógeno o deuterio) a las energías más altas posibles, generalmente cientos de GeV o más.

El acelerador de partículas más grande y de mayor energía utilizado para la física de partículas elementales es el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, que funciona desde 2009. [11]

Física nuclear y producción de isótopos Editar

Los físicos nucleares y los cosmólogos pueden utilizar haces de núcleos atómicos desnudos, despojados de electrones, para investigar la estructura, las interacciones y las propiedades de los propios núcleos y de la materia condensada a temperaturas y densidades extremadamente altas, como podría haber ocurrido en los primeros momentos. del Big Bang. Estas investigaciones a menudo involucran colisiones de núcleos pesados, de átomos como el hierro o el oro, a energías de varios GeV por nucleón. El acelerador de partículas más grande de este tipo es el Colisionador de Iones Pesados ​​Relativista (RHIC) en el Laboratorio Nacional de Brookhaven.

Los aceleradores de partículas también pueden producir haces de protones, que pueden producir isótopos médicos o de investigación ricos en protones en lugar de los ricos en neutrones fabricados en los reactores de fisión; sin embargo, un trabajo reciente ha demostrado cómo producir 99 Mo, generalmente fabricado en reactores, mediante la aceleración de isótopos. de hidrógeno, [12] aunque este método todavía requiere un reactor para producir tritio. Un ejemplo de este tipo de máquina es LANSCE en Los Alamos.

Radiación de sincrotrón Editar

Los electrones que se propagan a través de un campo magnético emiten haces de fotones muy brillantes y coherentes a través de la radiación de sincrotrón. Tiene numerosos usos en el estudio de la estructura atómica, la química, la física de la materia condensada, la biología y la tecnología. Existe una gran cantidad de fuentes de luz de sincrotrón en todo el mundo. Ejemplos en los EE. UU. Son SSRL en SLAC National Accelerator Laboratory, APS en Argonne National Laboratory, ALS en Lawrence Berkeley National Laboratory y NSLS en Brookhaven National Laboratory. En Europa, hay MAX IV en Lund, Suecia, BESSY en Berlín, Alemania, Diamond en Oxfordshire, Reino Unido, ESRF en Grenoble, Francia, este último se ha utilizado para extraer imágenes tridimensionales detalladas de insectos atrapados en ámbar. [13]

Los láseres de electrones libres (FEL) son una clase especial de fuentes de luz basadas en la radiación de sincrotrón que proporciona pulsos más cortos con mayor coherencia temporal. Un FEL especialmente diseñado es la fuente de rayos X más brillante del universo observable. [14] Los ejemplos más destacados son el LCLS en EE. UU. Y el XFEL europeo en Alemania. Se está prestando más atención a los láseres de rayos X suaves, que junto con el acortamiento del pulso abren nuevos métodos para la ciencia de attosegundos. [15] Aparte de los rayos X, los FEL se utilizan para emitir luz en terahercios, p. Ej. FELIX en Nijmegen, Holanda, TELBE en Dresden, Alemania y NovoFEL en Novosibirsk, Rusia.

Por lo tanto, existe una gran demanda de aceleradores de electrones de energía moderada (GeV), alta intensidad y alta calidad de haz para impulsar fuentes de luz.

Máquinas de bajo consumo y terapia de partículas Editar

Los ejemplos cotidianos de aceleradores de partículas son los tubos de rayos catódicos que se encuentran en los televisores y los generadores de rayos X. Estos aceleradores de baja energía utilizan un solo par de electrodos con un voltaje de CC de unos pocos miles de voltios entre ellos. En un generador de rayos X, el objetivo en sí es uno de los electrodos. Un acelerador de partículas de baja energía llamado implantador de iones se utiliza en la fabricación de circuitos integrados.

A energías más bajas, los haces de núcleos acelerados también se utilizan en medicina como terapia de partículas, para el tratamiento del cáncer.

Los tipos de aceleradores de CC capaces de acelerar partículas a velocidades suficientes para provocar reacciones nucleares son los generadores o multiplicadores de voltaje Cockcroft-Walton, que convierten CA en CC de alto voltaje, o los generadores Van de Graaff que utilizan electricidad estática transportada por correas.

Esterilización por radiación de dispositivos médicos Editar

El procesamiento por haz de electrones se usa comúnmente para la esterilización. Los haces de electrones son una tecnología de encendido y apagado que proporcionan una tasa de dosis mucho más alta que los rayos gamma o X emitidos por radioisótopos como el cobalto-60 (60 Co) o el cesio-137 (137 Cs). Debido a la tasa de dosis más alta, se requiere menos tiempo de exposición y se reduce la degradación del polímero. Debido a que los electrones llevan una carga, los haces de electrones son menos penetrantes que los rayos gamma y los rayos X. [dieciséis]

Históricamente, los primeros aceleradores utilizaron tecnología simple de un solo alto voltaje estático para acelerar las partículas cargadas. La partícula cargada se aceleró a través de un tubo de vacío con un electrodo en cada extremo, con el potencial estático a través de él. Dado que la partícula pasó solo una vez a través de la diferencia de potencial, la energía de salida se limitó al voltaje de aceleración de la máquina. Si bien este método sigue siendo extremadamente popular hoy en día, ya que los aceleradores electrostáticos superan en gran medida a cualquier otro tipo, son más adecuados para estudios de energía más baja debido al límite de voltaje práctico de aproximadamente 1 MV para máquinas con aislamiento de aire, o 30 MV cuando el acelerador se opera en un tanque de gas presurizado con alta rigidez dieléctrica, como el hexafluoruro de azufre. en un acelerador en tándem el potencial se usa dos veces para acelerar las partículas, invirtiendo la carga de las partículas mientras están dentro de la terminal. Esto es posible con la aceleración de los núcleos atómicos mediante el uso de aniones (iones con carga negativa) y luego pasando el haz a través de una lámina delgada para quitar los electrones de los aniones dentro del terminal de alto voltaje, convirtiéndolos en cationes (iones con carga positiva), que se aceleran de nuevo al salir de la terminal.

Los dos tipos principales de acelerador electrostático son el acelerador Cockcroft-Walton, que usa un multiplicador de voltaje de diodo-capacitor para producir alto voltaje, y el acelerador Van de Graaff, que usa una correa de tela en movimiento para llevar la carga al electrodo de alto voltaje. Aunque los aceleradores electrostáticos aceleran las partículas a lo largo de una línea recta, el término acelerador lineal se utiliza con más frecuencia para los aceleradores que emplean campos eléctricos oscilantes en lugar de estáticos.

Debido al techo de alto voltaje impuesto por la descarga eléctrica, para acelerar las partículas a energías más altas, se utilizan técnicas que involucran campos dinámicos en lugar de campos estáticos. La aceleración electrodinámica puede surgir de cualquiera de dos mecanismos: inducción magnética no resonante o circuitos o cavidades resonantes excitados por campos de RF oscilantes. [17] Los aceleradores electrodinámicos se pueden lineal, con partículas acelerando en línea recta, o circular, utilizando campos magnéticos para doblar partículas en una órbita más o menos circular.

Aceleradores de inducción magnética Editar

Los aceleradores de inducción magnética aceleran las partículas por inducción de un campo magnético creciente, como si las partículas fueran el devanado secundario de un transformador. El campo magnético creciente crea un campo eléctrico circulante que se puede configurar para acelerar las partículas. Los aceleradores de inducción pueden ser lineales o circulares.

Aceleradores de inducción lineal Editar

Los aceleradores de inducción lineal utilizan cavidades de inducción no resonantes cargadas de ferrita. Cada cavidad puede considerarse como dos grandes discos en forma de arandela conectados por un tubo cilíndrico exterior. Entre los discos hay un toroide de ferrita. Un pulso de voltaje aplicado entre los dos discos provoca un campo magnético creciente que acopla inductivamente energía al haz de partículas cargadas. [18]

El acelerador de inducción lineal fue inventado por Christofilos en la década de 1960. [19] Los aceleradores de inducción lineal son capaces de acelerar corrientes de haz muy altas (& gt1000 A) en un solo pulso corto. Se han utilizado para generar rayos X para radiografía flash (por ejemplo, DARHT en LANL) y se han considerado como inyectores de partículas para la fusión por confinamiento magnético y como impulsores de láseres de electrones libres.

Betatrons Editar

El Betatron es un acelerador de inducción magnética circular, inventado por Donald Kerst en 1940 para acelerar electrones. El concepto se origina en última instancia del científico noruego-alemán Rolf Widerøe. Estas máquinas, como los sincrotrones, usan un anillo magnético en forma de rosquilla (ver más abajo) con un campo B cíclicamente creciente, pero aceleran las partículas por inducción del campo magnético creciente, como si fueran el devanado secundario de un transformador, debido a la cambio de flujo magnético a través de la órbita. [20] [21]

Lograr un radio orbital constante mientras se suministra el campo eléctrico de aceleración adecuado requiere que el flujo magnético que une la órbita sea algo independiente del campo magnético en la órbita, doblando las partículas en una curva de radio constante. En la práctica, estas máquinas se han visto limitadas por las grandes pérdidas radiativas sufridas por los electrones que se mueven casi a la velocidad de la luz en una órbita de radio relativamente pequeño.

Aceleradores lineales Editar

En un acelerador de partículas lineal (linac), las partículas se aceleran en línea recta con un objetivo de interés en un extremo. A menudo se utilizan para proporcionar una patada inicial de baja energía a las partículas antes de que se inyecten en aceleradores circulares. El Linac más largo del mundo es el Acelerador Lineal de Stanford, SLAC, que tiene 3 km (1,9 millas) de largo. SLAC es un colisionador de electrones y positrones.

Los aceleradores lineales de alta energía utilizan una matriz lineal de placas (o tubos de deriva) a los que se aplica un campo alterno de alta energía. A medida que las partículas se acercan a una placa, se aceleran hacia ella mediante una carga de polaridad opuesta aplicada a la placa. A medida que pasan a través de un orificio en la placa, la polaridad se cambia de modo que la placa ahora los repele y ahora son acelerados hacia la siguiente placa. Normalmente se acelera una corriente de "manojos" de partículas, por lo que se aplica un voltaje de CA cuidadosamente controlado a cada placa para repetir continuamente este proceso para cada manojo.

A medida que las partículas se acercan a la velocidad de la luz, la velocidad de conmutación de los campos eléctricos se vuelve tan alta que operan a frecuencias de radio, por lo que las cavidades de microondas se utilizan en máquinas de mayor energía en lugar de placas simples.

Los aceleradores lineales también se utilizan ampliamente en medicina, para radioterapia y radiocirugía. Los linacs de grado médico aceleran los electrones utilizando un klistrón y una compleja disposición de imán de flexión que produce un haz de energía de 6-30 MeV. Los electrones pueden usarse directamente o pueden chocar con un objetivo para producir un haz de rayos X. La confiabilidad, flexibilidad y precisión del haz de radiación producido ha suplantado en gran medida el uso anterior de la terapia con cobalto-60 como herramienta de tratamiento.

Aceleradores de RF circulares o cíclicos Editar

En el acelerador circular, las partículas se mueven en círculo hasta que alcanzan la energía suficiente. La pista de partículas se dobla típicamente en un círculo usando electroimanes. La ventaja de los aceleradores circulares sobre los aceleradores lineales (linacs) es que la topología del anillo permite una aceleración continua, ya que la partícula puede transitar indefinidamente. Otra ventaja es que un acelerador circular es más pequeño que un acelerador lineal de potencia comparable (es decir, un linac tendría que ser extremadamente largo para tener la potencia equivalente de un acelerador circular).

Dependiendo de la energía y de la partícula que se acelera, los aceleradores circulares adolecen de la desventaja de que las partículas emiten radiación de sincrotrón. Cuando cualquier partícula cargada se acelera, emite radiación electromagnética y emisiones secundarias. Como una partícula que viaja en un círculo siempre acelera hacia el centro del círculo, irradia continuamente hacia la tangente del círculo. Esta radiación se llama luz de sincrotrón y depende en gran medida de la masa de la partícula en aceleración. Por esta razón, muchos aceleradores de electrones de alta energía son linacs. Sin embargo, algunos aceleradores (sincrotrones) están construidos especialmente para producir luz de sincrotrón (rayos X).

Dado que la teoría especial de la relatividad requiere que la materia siempre viaje más lento que la velocidad de la luz en el vacío, en los aceleradores de alta energía, a medida que aumenta la energía, la velocidad de las partículas se acerca a la velocidad de la luz como límite, pero nunca la alcanza. Por lo tanto, los físicos de partículas generalmente no piensan en términos de velocidad, sino más bien en términos de la energía o el momento de una partícula, generalmente medido en electronvoltios (eV). Un principio importante para los aceleradores circulares, y los haces de partículas en general, es que la curvatura de la trayectoria de las partículas es proporcional a la carga de las partículas y al campo magnético, pero inversamente proporcional al momento (típicamente relativista).

Ciclotrones Editar

Los primeros aceleradores circulares operativos fueron los ciclotrones, inventados en 1929 por Ernest Lawrence en la Universidad de California, Berkeley. Los ciclotrones tienen un solo par de placas huecas en forma de "D" para acelerar las partículas y un solo imán dipolo grande para doblar su trayectoria en una órbita circular. Es una propiedad característica de las partículas cargadas en un campo magnético uniforme y constante B que orbitan con un período constante, a una frecuencia llamada frecuencia de ciclotrón, siempre que su velocidad sea pequeña en comparación con la velocidad de la luz. C. Esto significa que la aceleración D de un ciclotrón puede ser impulsada a una frecuencia constante por una fuente de energía de aceleración de radiofrecuencia (RF), ya que el rayo gira en espiral hacia afuera continuamente. Las partículas se inyectan en el centro del imán y se extraen en el borde exterior a su máxima energía.

Los ciclotrones alcanzan un límite de energía debido a los efectos relativistas mediante los cuales las partículas efectivamente se vuelven más masivas, de modo que su frecuencia de ciclotrones se desincroniza con la RF acelerada. Por lo tanto, los ciclotrones simples pueden acelerar protones solo a una energía de alrededor de 15 millones de electronvoltios (15 MeV, correspondiente a una velocidad de aproximadamente el 10% de C), porque los protones se desfasan con el campo eléctrico impulsor. Si se acelera aún más, el rayo continuará girando en espiral hacia afuera a un radio más grande, pero las partículas ya no ganarán suficiente velocidad para completar el círculo más grande en el paso de la aceleración de RF. Para adaptarse a los efectos relativistas, es necesario aumentar el campo magnético a radios más altos, como se hace en los ciclotrones isócronos. Un ejemplo de ciclotrón isócrono es el ciclotrón de anillo PSI en Suiza, que proporciona protones a la energía de 590 MeV, que corresponde aproximadamente al 80% de la velocidad de la luz. La ventaja de un ciclotrón de este tipo es la máxima corriente de protones extraídos que se puede alcanzar, que actualmente es de 2,2 mA. La energía y la corriente corresponden a una potencia de haz de 1,3 MW, que es la más alta de todos los aceleradores existentes en la actualidad.

Sincrociclotrones y ciclotrones isócronos Editar

Un ciclotrón clásico se puede modificar para aumentar su límite de energía. El primer enfoque históricamente fue el sincrociclotrón, que acelera las partículas en racimos. Utiliza un campo magnético constante B < displaystyle B>, pero reduce la frecuencia del campo de aceleración para mantener el paso de las partículas a medida que avanzan en espiral, igualando su frecuencia de resonancia ciclotrónica dependiente de la masa. Este enfoque adolece de una intensidad media baja del haz debido al agrupamiento y, nuevamente, de la necesidad de un imán enorme de radio grande y campo constante sobre la órbita más grande que exige la alta energía.

El segundo enfoque al problema de la aceleración de partículas relativistas es el ciclotrón isócrono. En tal estructura, la frecuencia del campo de aceleración (y la frecuencia de resonancia del ciclotrón) se mantiene constante para todas las energías al dar forma a los polos del imán para aumentar el campo magnético con el radio. Por lo tanto, todas las partículas se aceleran en intervalos de tiempo isócronos. Las partículas de mayor energía viajan una distancia más corta en cada órbita de lo que lo harían en un ciclotrón clásico, permaneciendo así en fase con el campo acelerado. La ventaja del ciclotrón isócrono es que puede entregar haces continuos de mayor intensidad promedio, lo que es útil para algunas aplicaciones. Las principales desventajas son el tamaño y el costo del imán grande necesario y la dificultad para lograr los altos valores de campo magnético requeridos en el borde exterior de la estructura.

No se han construido sincrotrones desde que se desarrolló el ciclotrón isócrono.

Sincrotrones Editar

Para alcanzar energías aún más altas, con masa relativista acercándose o superando la masa en reposo de las partículas (para protones, miles de millones de electronvoltios o GeV), es necesario utilizar un sincrotrón. Este es un acelerador en el que las partículas se aceleran en un anillo de radio constante. Una ventaja inmediata sobre los ciclotrones es que el campo magnético solo necesita estar presente en la región real de las órbitas de las partículas, que es mucho más estrecha que la del anillo. (El ciclotrón más grande construido en los EE. UU. Tenía un polo magnético de 4,7 m (184 pulgadas) de diámetro, mientras que el diámetro de sincrotrones como el LEP y el LHC es de casi 10 km. La apertura de los dos haces del LHC es del order of a centimeter.) The LHC contains 16 RF cavities, 1232 superconducting dipole magnets for beam steering, and 24 quadrupoles for beam focusing. [22] Even at this size, the LHC is limited by its ability to steer the particles without them going adrift. This limit is theorized to occur at 14TeV. [23]

However, since the particle momentum increases during acceleration, it is necessary to turn up the magnetic field B in proportion to maintain constant curvature of the orbit. In consequence, synchrotrons cannot accelerate particles continuously, as cyclotrons can, but must operate cyclically, supplying particles in bunches, which are delivered to a target or an external beam in beam "spills" typically every few seconds.

Since high energy synchrotrons do most of their work on particles that are already traveling at nearly the speed of light C, the time to complete one orbit of the ring is nearly constant, as is the frequency of the RF cavity resonators used to drive the acceleration.

In modern synchrotrons, the beam aperture is small and the magnetic field does not cover the entire area of the particle orbit as it does for a cyclotron, so several necessary functions can be separated. Instead of one huge magnet, one has a line of hundreds of bending magnets, enclosing (or enclosed by) vacuum connecting pipes. The design of synchrotrons was revolutionized in the early 1950s with the discovery of the strong focusing concept. [24] [25] [26] The focusing of the beam is handled independently by specialized quadrupole magnets, while the acceleration itself is accomplished in separate RF sections, rather similar to short linear accelerators. [27] Also, there is no necessity that cyclic machines be circular, but rather the beam pipe may have straight sections between magnets where beams may collide, be cooled, etc. This has developed into an entire separate subject, called "beam physics" or "beam optics". [28]

More complex modern synchrotrons such as the Tevatron, LEP, and LHC may deliver the particle bunches into storage rings of magnets with a constant magnetic field, where they can continue to orbit for long periods for experimentation or further acceleration. The highest-energy machines such as the Tevatron and LHC are actually accelerator complexes, with a cascade of specialized elements in series, including linear accelerators for initial beam creation, one or more low energy synchrotrons to reach intermediate energy, storage rings where beams can be accumulated or "cooled" (reducing the magnet aperture required and permitting tighter focusing see beam cooling), and a last large ring for final acceleration and experimentation.

Electron synchrotrons Edit

Circular electron accelerators fell somewhat out of favor for particle physics around the time that SLAC's linear particle accelerator was constructed, because their synchrotron losses were considered economically prohibitive and because their beam intensity was lower than for the unpulsed linear machines. The Cornell Electron Synchrotron, built at low cost in the late 1970s, was the first in a series of high-energy circular electron accelerators built for fundamental particle physics, the last being LEP, built at CERN, which was used from 1989 until 2000.

A large number of electron synchrotrons have been built in the past two decades, as part of synchrotron light sources that emit ultraviolet light and X rays see below.

Storage rings Edit

For some applications, it is useful to store beams of high energy particles for some time (with modern high vacuum technology, up to many hours) without further acceleration. This is especially true for colliding beam accelerators, in which two beams moving in opposite directions are made to collide with each other, with a large gain in effective collision energy. Because relatively few collisions occur at each pass through the intersection point of the two beams, it is customary to first accelerate the beams to the desired energy, and then store them in storage rings, which are essentially synchrotron rings of magnets, with no significant RF power for acceleration.

Synchrotron radiation sources Edit

Some circular accelerators have been built to deliberately generate radiation (called synchrotron light) as X-rays also called synchrotron radiation, for example the Diamond Light Source which has been built at the Rutherford Appleton Laboratory in England or the Advanced Photon Source at Argonne National Laboratory in Illinois, USA. High-energy X-rays are useful for X-ray spectroscopy of proteins or X-ray absorption fine structure (XAFS), for example.

Synchrotron radiation is more powerfully emitted by lighter particles, so these accelerators are invariably electron accelerators. Synchrotron radiation allows for better imaging as researched and developed at SLAC's SPEAR.

Fixed-Field Alternating Gradient Accelerators Edit

Fixed-Field Alternating Gradient accelerators (FFA)s, in which a magnetic field which is fixed in time, but with a radial variation to achieve strong focusing, allows the beam to be accelerated with a high repetition rate but in a much smaller radial spread than in the cyclotron case. Isochronous FFAs, like isochronous cyclotrons, achieve continuous beam operation, but without the need for a huge dipole bending magnet covering the entire radius of the orbits. Some new developments in FFAs are covered in. [29]

Historia Editar

Ernest Lawrence's first cyclotron was a mere 4 inches (100 mm) in diameter. Later, in 1939, he built a machine with a 60-inch diameter pole face, and planned one with a 184-inch diameter in 1942, which was, however, taken over for World War II-related work connected with uranium isotope separation after the war it continued in service for research and medicine over many years.

The first large proton synchrotron was the Cosmotron at Brookhaven National Laboratory, which accelerated protons to about 3 GeV (1953–1968). The Bevatron at Berkeley, completed in 1954, was specifically designed to accelerate protons to sufficient energy to create antiprotons, and verify the particle-antiparticle symmetry of nature, then only theorized. The Alternating Gradient Synchrotron (AGS) at Brookhaven (1960–) was the first large synchrotron with alternating gradient, "strong focusing" magnets, which greatly reduced the required aperture of the beam, and correspondingly the size and cost of the bending magnets. The Proton Synchrotron, built at CERN (1959–), was the first major European particle accelerator and generally similar to the AGS.

The Stanford Linear Accelerator, SLAC, became operational in 1966, accelerating electrons to 30 GeV in a 3 km long waveguide, buried in a tunnel and powered by hundreds of large klystrons. It is still the largest linear accelerator in existence, and has been upgraded with the addition of storage rings and an electron-positron collider facility. It is also an X-ray and UV synchrotron photon source.

The Fermilab Tevatron has a ring with a beam path of 4 miles (6.4 km). It has received several upgrades, and has functioned as a proton-antiproton collider until it was shut down due to budget cuts on September 30, 2011. The largest circular accelerator ever built was the LEP synchrotron at CERN with a circumference 26.6 kilometers, which was an electron/positron collider. It achieved an energy of 209 GeV before it was dismantled in 2000 so that the tunnel could be used for the Large Hadron Collider (LHC). The LHC is a proton collider, and currently the world's largest and highest-energy accelerator, achieving 6.5 TeV energy per beam (13 TeV in total).

The aborted Superconducting Super Collider (SSC) in Texas would have had a circumference of 87 km. Construction was started in 1991, but abandoned in 1993. Very large circular accelerators are invariably built in tunnels a few metres wide to minimize the disruption and cost of building such a structure on the surface, and to provide shielding against intense secondary radiations that occur, which are extremely penetrating at high energies.

Current accelerators such as the Spallation Neutron Source, incorporate superconducting cryomodules. The Relativistic Heavy Ion Collider, and Large Hadron Collider also make use of superconducting magnets and RF cavity resonators to accelerate particles.

The output of a particle accelerator can generally be directed towards multiple lines of experiments, one at a given time, by means of a deviating electromagnet. This makes it possible to operate multiple experiments without needing to move things around or shutting down the entire accelerator beam. Except for synchrotron radiation sources, the purpose of an accelerator is to generate high-energy particles for interaction with matter.

This is usually a fixed target, such as the phosphor coating on the back of the screen in the case of a television tube a piece of uranium in an accelerator designed as a neutron source or a tungsten target for an X-ray generator. In a linac, the target is simply fitted to the end of the accelerator. The particle track in a cyclotron is a spiral outwards from the centre of the circular machine, so the accelerated particles emerge from a fixed point as for a linear accelerator.

For synchrotrons, the situation is more complex. Particles are accelerated to the desired energy. Then, a fast acting dipole magnet is used to switch the particles out of the circular synchrotron tube and towards the target.

A variation commonly used for particle physics research is a collider, also called a storage ring collider. Two circular synchrotrons are built in close proximity – usually on top of each other and using the same magnets (which are then of more complicated design to accommodate both beam tubes). Bunches of particles travel in opposite directions around the two accelerators and collide at intersections between them. This can increase the energy enormously whereas in a fixed-target experiment the energy available to produce new particles is proportional to the square root of the beam energy, in a collider the available energy is linear.

At present the highest energy accelerators are all circular colliders, but both hadron accelerators and electron accelerators are running into limits. Higher energy hadron and ion cyclic accelerators will require accelerator tunnels of larger physical size due to the increased beam rigidity.

For cyclic electron accelerators, a limit on practical bend radius is placed by synchrotron radiation losses and the next generation will probably be linear accelerators 10 times the current length. An example of such a next generation electron accelerator is the proposed 40 km long International Linear Collider.

It is believed that plasma wakefield acceleration in the form of electron-beam "afterburners" and standalone laser pulsers might be able to provide dramatic increases in efficiency over RF accelerators within two to three decades. In plasma wakefield accelerators, the beam cavity is filled with a plasma (rather than vacuum). A short pulse of electrons or laser light either constitutes or immediately precedes the particles that are being accelerated. The pulse disrupts the plasma, causing the charged particles in the plasma to integrate into and move toward the rear of the bunch of particles that are being accelerated. This process transfers energy to the particle bunch, accelerating it further, and continues as long as the pulse is coherent. [30]

Energy gradients as steep as 200 GeV/m have been achieved over millimeter-scale distances using laser pulsers [31] and gradients approaching 1 GeV/m are being produced on the multi-centimeter-scale with electron-beam systems, in contrast to a limit of about 0.1 GeV/m for radio-frequency acceleration alone. Existing electron accelerators such as SLAC could use electron-beam afterburners to greatly increase the energy of their particle beams, at the cost of beam intensity. Electron systems in general can provide tightly collimated, reliable beams laser systems may offer more power and compactness. Thus, plasma wakefield accelerators could be used – if technical issues can be resolved – to both increase the maximum energy of the largest accelerators and to bring high energies into university laboratories and medical centres.

Higher than 0.25 GeV/m gradients have been achieved by a dielectric laser accelerator, [32] which may present another viable approach to building compact high-energy accelerators. [33] Using femtosecond duration laser pulses, an electron accelerating gradient 0.69 Gev/m was recorded for dielectric laser accelerators. [34] Higher gradients of the order of 1 to 6 GeV/m are anticipated after further optimizations. [35]

Black hole production and public safety concerns Edit

In the future, the possibility of a black hole production at the highest energy accelerators may arise if certain predictions of superstring theory are accurate. [36] [37] This and other possibilities have led to public safety concerns that have been widely reported in connection with the LHC, which began operation in 2008. The various possible dangerous scenarios have been assessed as presenting "no conceivable danger" in the latest risk assessment produced by the LHC Safety Assessment Group. [38] If black holes are produced, it is theoretically predicted that such small black holes should evaporate extremely quickly via Bekenstein-Hawking radiation, but which is as yet experimentally unconfirmed. If colliders can produce black holes, cosmic rays (and particularly ultra-high-energy cosmic rays, UHECRs) must have been producing them for eons, but they have yet to harm anybody. [39] It has been argued that to conserve energy and momentum, any black holes created in a collision between an UHECR and local matter would necessarily be produced moving at relativistic speed with respect to the Earth, and should escape into space, as their accretion and growth rate should be very slow, while black holes produced in colliders (with components of equal mass) would have some chance of having a velocity less than Earth escape velocity, 11.2 km per sec, and would be liable to capture and subsequent growth. Yet even on such scenarios the collisions of UHECRs with white dwarfs and neutron stars would lead to their rapid destruction, but these bodies are observed to be common astronomical objects. Thus if stable micro black holes should be produced, they must grow far too slowly to cause any noticeable macroscopic effects within the natural lifetime of the solar system. [38]

The use of advanced technologies such as superconductivity, cryogenics, and high powered radiofrequency amplifiers, as well as the presence of ionizing radiation, pose challenges for the safe operation of accelerator facilities. [40] [41] An accelerator operator controls the operation of a particle accelerator, adjusts operating parameters such as aspect ratio, current intensity, and position on target. They communicate with and assist accelerator maintenance personnel to ensure readiness of support systems, such as vacuum, magnets, magnetic and radiofrequency power supplies and controls, and cooling systems. Additionally, the accelerator operator maintains a record of accelerator related events.


UnNews:Large Hadron Collider 'destroys God by accident'

GENEVA, Switzerland – Concerns that the Large Hadron Collider might destroy the Earth proved unfounded on Wednesday, but scientists warned that they may instead have accidentally destroyed God shortly after powering up the machine.

Detectors in the gazillion-dollar machine recorded a massive outburst of Higgs bosons, nicknamed the "God particle", about 3 seconds into the first experiment. Scientists speculate that God may have accidentally strayed into the high-powered opposing beams of protons the collider generates, and been disintegrated. A spokesman stated "Well. it was inevitable, as God is famoso for being omnipresent. His omniscience is in doubt, as he should have seen it coming and not been there".

"We detected so many Higgs bosons in such a short space of time, there's little chance God could have survived," said Dr Tara Sheers, a particle physicist from the University of Manchester.

Despite the unexpected results from the collider's first day of operations, the public should not be concerned over the safety of the machine, said Professor Jim Vordee, a particle physicist at Imperial College London.

Moreover, today's accident should not greatly impact the world's major religions (especially the Church of England), he said.

"From the results of today's experiment, we can conclude that while God probably did exist, He probably doesn't now.

"Theologically speaking, this is much the same position we were in on Tuesday. It's ironic that at the very instant that we had scientific evidence of the existence of God, He most probably ceased to exist. This may be due to the belief/evidence duality proposed in quantum theory. God exists (or hizo exist) only by belief. The presence of evidence produces an antigod, and when both meet. well, usted do the maths".

Officials at the organization that operates the collider - the European Organization for Nuclear Research, better known by its old acronym CERN – have yet to make a statement on God's probable destruction.

However, Steve Myars, head of the accelerator and beam department at CERN, said some sort of letter of apology and condolences to the leaders of the world's major religions might be in order.

"We really didn't mean to 'do a Nietzsche' as it were, and kill God, but then again, God's been dead for over three hours now, and things still seem to be going on pretty much as usual in the universe. The Americans still exist, so their influence may have something to do with this, together with the God Complex encountered in the majority of Londoners".

"God may have been destroyed, but it's not the end of the world."

God's next-of-kin Jesus could not be reached for comment, although sources state that he's been in touch with Injury Lawyers 4U and plans to crucify CERN. At present it is believed he is very busy running his successful catering company. Customs and Excise, however, are investigating the source of the wines served at one particular wedding.

Meanwhile, back at CERN an investigation into String Theory is proposed to answer the other age-old question "Just how long is a piece of string?"


Ver el vídeo: CERN EN 3 MINUTOS 2009 (Mayo 2022).