El acelerador de partículas

Los científicos utilizan los aceleradores de partículas para estudiar al interior del átomo. Se trata de instrumentos que permiten explorar el mundo de lo infinitamente pequeño, en búsqueda de los elementos fundamentales de la materia. Los aceleradores generan partículas subatómicas que se desplazan casi a la velocidad de la luz y se estrellan contra los átomos de la materia que se desea bombardear. La trayectoria de las partículas atómicas que libera la colisión puede fotografiarse y proporciona importantes datos sobre la estructura y propiedades de las partículas que han colisionado. El primer acelerador, construido por John Cockcroft y Ernest Walton en la Universidad de Cambridge en 1930, consistía en un generador eléctrico que producía varios centenares de miles de voltios. Aceleraba las partículas en una sola fase. El acelerador lineal y el ciclotrón se desarrollaron también hacia el año 1930 en los Estados Unidos. En estas máquinas, las partículas alcanzan grandes velocidades al recibir varios impulsos. En el núcleo del ciclotrón se encuentran dos electrodos planos, huecos y en forma de D. Las partículas que se desea acelerar se introducen en el centro y se desplazan en espiral, pues sus trayectorias son desviadas por un intenso campo magnético. Son aceleradas cuando cruzan de un electrodo a otro. El ciclotrón condujo al moderno sincrotrón. La Organización Europea de Investigación Nuclear ha construido una de las mayores máquinas de este tipo cerca de Ginebra. Consiste en una auténtica "pista de carreras" de 6,5 km de longitud. Las partículas viajan en un conducto de pocos centímetros de anchura alojado en un túnel subterráneo y describen unas 140.000 vueltas alrededor del circuito en tres segundos, guiadas por centenares de electroimanes. En cada vuelta reciben impulsos de varios millones de voltios y llegan a su destino con la energía que hubieran recibido de una aceleración de 500.000 millones de voltios. Cuando Cockcroft y Walton construyeron su primer generador, los físicos creían que los átomos estaban formados por dos clases de partículas: el electrón y el protón. Desde entonces, los aceleradores han permitido superar este concepto simplista, pues se han identificado centenares de nuevos tipos de partículas en las colisiones de elevada energía. Aunque los aceleradores de partículas se emplean sobretodo en la física pura, han encontrado otras aplicaciones más utilitarias en la investigación médica e histórica. En la actualidad se tratan experimentalmente algunos tumores bombardeándolos con partículas de alta energía. El bombardeo convierte los elementos estables de la materia en radiactivos, fácilmente detectables y mensurables. De esta forma, por ejemplo, puede comprobarse la proporción de plomos venenosos absorbidos en los dientes humanos. Por otra parte, como el volumen de materia radiactiva revela la edad del material bombardeado, resulta fácil averiguar el origen de reliquias históricas.
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