Aceleradores de particulas

A dificuldade em imaginar que cerca de 200 anos atrás não se sabia nada sobre átomos, pois a Teoria Atômica de Dalton se iniciou no século XIX e que a descoberta da existência do elétron foi feita há apenas cem anos, nos intriga, pois estamos hoje tão envolvidos em materiais artificiais provenientes da tecnologia que se baseia em átomos e elétrons que pensar em viver sem tais materiais é inadmissível.

As descobertas de novas partículas feitas a partir do século XX e a ideia de que seriam partículas elementares ocorreram por volta de 1950, com um novo ramo da Física denominado Modelo Padrão.

Para que tais partículas e seu interior fossem estudados era necessário que os pesquisadores criassem, de forma artificial, condições para que essas partículas pudessem se apresentar com um alto nível de energia, e para que isso ocorresse os cientistas desenvolveram aceleradores potentes, capazes de identificar essa manifestação.

O acelerador de partículas produz feixes de átomos, elétrons, moléculas e outros tipos de partículas, tais como antiprótons e pósitrons ou mésons.

Esse aparelho aumenta a velocidade de uma partícula carregada por campos eletromagnéticos, geralmente superiores a 1/1000 da velocidade da luz c, que é lançada contra um ponto específico, nele existem detectores que registram o fato.

Para que essas velocidades sejam atingidas, quase na velocidade da luz, as partículas sofrem a ação de forças eletromagnéticas.

E por que criar aceleradores de partículas?

A fim de conhecê-las melhor após essa “mutação”, ou seja, colidindo-as em altas velocidades com outras partículas (átomos, fótons, elétrons, moléculas etc.) ou com sólidos. Outra razão seria também o estudo dos alvos atingidos por essa aceleração, podendo, por exemplo, obter a composição química de alguns objetos sólidos.

É importante ressaltar que grande parte das informações atuais sobre os átomos e sobre as moléculas são provenientes de tais colisões, feitas de forma controlada.

Os aceleradores também são fundamentais no tubo da televisão, onde são formadas as imagens; em microcircuitos do computador, acelerando íons a dezenas de milhares de eV e os jogando contra uma pastilha de silício; esses são chamados de aceleradores implantadores, sem os quais não existiria eletrônica moderna e computadores.

Existem também outros tipos de aceleradores, como:

• “Tandems” – onde íons negativos são acelerados por um potencial elétrico positivo até um alvo sólido ou gasoso, perdendo elétrons e se transformando em íons positivos, sendo novamente acelerados.

• Van de Graaff – uma esfera é carregada eletricamente até alguns MV e dentro dela há fonte de íons que são acelerados.

• Lineares – partículas com cargas aceleradas em linha reta por um campo elétrico constante ou por meio de campos elétricos com frequência de rádio.

• Cíclotron – o íon descreve semicírculos sob a ação de um campo magnético, onde esses semicírculos são acelerados por um campo elétrico, passando várias vezes na mesma região, tornando o potencial elétrico pequeno em uma grande energia final.

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