Acelerador: Construção

Aceleradores de partículas – a construção

Depois de cavado nosso túnel, podemos colocar as coisas nos seus devidos lugares. Começaremos com o tubo de cobre, que fará um forte vácuo por dentro, para que as partículas viagem. Por que o cobre?

Simples. Porque ele é um ótimo condutor de eletricidade e magnetismo. Afinal, precisaremos de ambos.

O tubo de cobre tem que ser organizado de uma forma que forme uma série de células que chamamos de cavidades. E o espaço dessas cavidades é combinado com o comprimento de onda das microondas. Podemos usar tanto elétrons quanto pósitrons (antipartícula do elétron), pois passam em grupos por essa cavidade e esses grupos têm que ser impulsionados no tempo certo dentro do campo elétrico para as cavidades.

Nos cíclotrons é onde produzimos as microondas e, através dele, os elétrons viajarão com uma velocidade regular. Quando os elétrons variam a velocidade, eles emitem radiação na forma de microondas (e que radiação!)

Os imãs supercondutores são colocados ao longo do tubo e mantêm os feixes de partículas confinados e organizados bem no meio em uma série de polos alternados (positivo\ negativo).

E para a tão esperada colisão? Precisaremos de alvos, não é mesmo? Para esses alvos podemos utilizar finas folhas de metal. E, o mais importante, depois de todo esse trabalho…os detectores.

Pois, através deles conseguiremos ver as partículas e a radiação emitida por elas depois da colisão. Não esqueça de que isso tudo tem que ser feito no vácuo. Mas, por que o vácuo?

Em primeiro lugar, para evitar faíscas que danificariam as estruturas do nosso acelerador e evitar a perda de energia. Afinal, não queremos que nossos feixes de partículas colidam com moléculas de ar, não é mesmo? Se isso acontecesse o nosso experimento estaria perdido.

Ah! Não se esqueçam de manter o sistema de resfriamento em ordem: não queremos que a tubulação de cobre derreta ou se expanda, qualquer alteração será um desastre.

 

Os computadores e eletrônicos controlarão a fonte de partículas, os clístrons e os ímãs usados. Mas não são simples computadores, serão supercomputadores, com supermemórias para monitorarem os feixes, coletar registros, analisar dados e desligar o sistema em caso de uma emergência.

 

Os detectores e as Tvs estarão por todo o sistema, para monitorarem vazamentos. Agora nosso acelerador está pronto.

 

Então… bom “divertimento”!

E continua o Acelerador!

ENQUANTO ISSO, NO CIENTECNO… CONTINUAMOS COM O ACELERADOR DE PARTÍCULAS!

Para começarmos a construir nosso acelerador de partículas, vamos ter que saber um pouco sobre as partículas.

Bom, nos anos de 50 e 60 foram descobertas centenas de partículas menores do que as três já conhecidas: prótons, elétron e nêutrons.

E com o tempo, os aceleradores de partículas foram ficando cada vez maiores e a tecnologia cada vez melhor, possibilitando assim, que mais e mais partículas fossem descobertas.

Muitas delas sobrevivem por menos de um bilionésimos de segundo e outras se combinam entre elas, formando partículas cada vez mais estáveis. E foi assim que surgiu a nossa “Tabela Periódica das Partículas”, ou melhor, o nosso Modelo Padrão, através dessas detecções e observações.

Nós já conhecemos as quatro forças fundamentais que são:

– Nuclear Forte que mantém o átomo unido;

– Nuclear Fraca que faz parte do decaimento radioativo;

– Eletromagnetismo que faz a interação das partículas;

– Gravidade que é a força de atração entre massa e distância (essa todo mundo sente e conhece).

E, através dessas quatro forças que tivemos conhecimento das partículas e montamos nosso Modelo Padrão. Assim sendo, a matéria é dividida em:

– Léptons : Partículas Elementares que não matem o núcleo do átomo unido (ex. elétrons e neutrinos);

– Quarks: Ao contrário dos Léptons, mantém o núcleo unido;

– Antimatéria: as antipartículas, com as mesmas características das partículas, mas com cargas opostas;

– Hádrons: Partículas compostas (ex.prótons e nêutrons);

– Bósons – partículas carregadas que dão origem a outras.

E existem também os Férmions, que são os excluídos (coitadinhos), pois não são nem matéria e nem antimatéria. Então, você deve estar se perguntando: E o que eles são exatamente? São, simplesmente, Férmions e pronto!

 

 

 

 

 

Agora nós conhecemos um pouquinho das nossas partículas e podemos começar a nossa construção.

Iremos construir um acelerador linear, como o linac que está situado no Laboratório de Acelerador Linear de Stanford (SLAC), na Califórnia. E como o SLAC, precisaremos de 3 km de comprimento.

Decidi fazer ele linear, pois como eles fazem a mesma coisa que os circulares, só é mais fácil para cavar em linha reta do que em círculos não é mesmo? Nesse túnel colocaremos o nosso tubo de cobre, onde os nossos elétrons acompanharão as ondas que serão criadas pelos geradores de ondas (conhecido como clístrons).

Os eletroímãs é que vão manter as partículas alinhadas num feixe estreito até atingirem o alvo. E quando esse feixe atinge o alvo, no fim do túnel, os detectores irão registrar tudo, tanto as partículas quanto a radiação que será liberada.

Então, vamos começar cavando nosso túnel e colocando os devidos equipamentos, pois ainda tem mais coisas para fazer!