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Lunes, 5 agosto 2013
Física

Acelerador de partículas de sobremesa tan potente como uno grande

Unos físicos han construido un acelerador de partículas tan pequeño como para ser instalable en una mesa, y que genera energías y velocidades previamente alcanzadas sólo por grandes instalaciones que tienen cientos de metros de largo y un costo de construcción de cientos de millones de dólares.

El equipo del profesor Mike Downer, de la Universidad de Texas en Austin, Estados Unidos, con su nuevo dispositivo ha acelerado cerca de 500 millones de electrones a 2 gigaelectronvoltios (GeV), y en un espacio de apenas 3 centímetros.

Hasta ahora, ese grado de energía y concentración requería inevitablemente de un acelerador convencional con una longitud no inferior a los 200 metros. El nuevo acelerador está miniaturizado en un factor de aproximadamente 10.000.

La tecnología que hace posible al nuevo acelerador se basa en el uso de láser y plasma, a diferencia de la tecnología de los aceleradores convencionales.

Los resultados de las primeras pruebas efectuadas con este singular acelerador marcan un antes y un después en el avance hacia el día en que los aceleradores de sobremesa capaces de alcanzar una decena o más de gigaelectronvoltios sean aparatos comunes en los laboratorios de investigación física de todo el mundo.

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El interior de la cámara de vacío donde tiene lugar la aceleración propiamente dicha. El haz láser llega desde la derecha. El espacio dentro del cual se produce la aceleración de los electrones está en el centro de la cámara. La aceleración, como tal, se realiza en una distancia de aproximadamente 1 pulgada, ó 2,54 centímetros. (Foto: Cortesía de Neil Fazel)

Downer calcula que dentro de varios años ya habrá aceleradores de 10 GeV, con una longitud unas pocas veces mayor que la del prototipo ahora ensayado, y cree que dentro de una década habrá ya aceleradores de tamaños similares y capaces de alcanzar los 20 GeV.

El físico Toshiki Tajima, antes en la Universidad de Texas en Austin, y el ya fallecido físico de la UCLA John Dawson concibieron la idea de la aceleración de partículas por láser y plasma a finales de la década de 1970. Los científicos han estado experimentando con este concepto desde principios de la década de 1990, pero se han visto limitados por la potencia máxima de sus rayos láser, que durante muchos años no ha sido viable incrementar de forma práctica más allá de un límite máximo de energía situado en torno a 1 GeV.

La tecnología láser avanza rápido, con potencias cada vez mayores, y un grado de miniaturización muy superior al de los aceleradores convencionales de partículas. Debido a ello, los aceleradores de partículas por láser y plasma cuentan como base con una tecnología ya de por sí bastante compacta, y lo que es el acelerador propiamente dicho puede tener dimensiones minúsculas, propias de un aparato de sobremesa.

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