¿Qué es un acelerador de partículas?

Un acelerador de partículas, también conocido como un destructor de átomos o un colisionador de partículas, es un dispositivo que acelera las partículas subatómicas a altas velocidades y las mantiene en haces pequeños y consistentes. Los aceleradores de partículas tienen muchas aplicaciones de uso común y en investigación física experimental y teórica. El Gran Colisionador de Hadrones, el acelerador de partículas más grande que existía en el momento de su construcción, fue diseñado para colisionar partículas con la esperanza de romperlas y descubrir la partícula teórica de Bosón de Higgs. Los aceleradores mucho más pequeños están presentes en forma de tubos de rayos catódicos en televisores simples.

Los tubos de rayos catódicos y los generadores de rayos X, ambos utilizados por muchas personas a diario, son ejemplos de aceleradores de partículas de baja energía. Un televisor con tubo de rayos catódicos tiene un tubo de vacío que contiene una o más pistolas de electrones y los medios para desviar el haz de electrones. El haz se desvía según sea necesario hacia una pantalla fluorescente, desde la cual se emiten las imágenes. Los generadores de rayos X aceleran y colisionan grandes cantidades de rayos X con un objetivo de metal pesado; cualquier cosa entre el generador y el metal aumentará el patrón de rayos X que golpean el metal. Los profesionales médicos usan esto para diagnosticar problemas dentro del cuerpo humano.

Los aceleradores de partículas de mayor potencia, como los que pueden desencadenar reacciones nucleares, generalmente se utilizan con fines científicos. Un acelerador de partículas utilizado para experimentos de física generalmente acelera corrientes de partículas subatómicas en direcciones opuestas a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Luego manipulan y chocan estas vigas; Las partículas que forman los haces se estrellan unas contra otras y se rompen. Los físicos usan detectores especiales para analizar las partículas descompuestas, buscando partículas aún más pequeñas. Cada nueva partícula descubierta por los físicos proporciona un mundo de información sobre la naturaleza y la composición de toda la materia.

Muchos colisionadores de partículas experimentales, especialmente el Gran Colisionador de Hadrones, han causado preocupación entre algunos físicos sobre el riesgo que representan tales dispositivos no solo para los científicos involucrados sino también para la Tierra en general. Algunas teorías matemáticas muestran la posibilidad de que un acelerador de partículas de alta potencia pueda causar la formación de agujeros negros en miniatura. Sin embargo, la mayoría de los físicos están de acuerdo en que estos microagujeros negros, si se producen, presentarían poca o ninguna amenaza, ya que se disiparían en radiación inofensiva de Hawking o crecerían demasiado lentamente para presentar algún tipo de peligro razonable.

Para algunos, un acelerador de partículas puede parecer una herramienta algo primitiva, que recuerda a la gente de las cavernas golpeando piedras para descubrir qué existe dentro. Sin embargo, el conocimiento científico obtenido de tales dispositivos es inmenso y probablemente seguirá siéndolo a medida que los aceleradores de partículas se vuelvan cada vez más poderosos. El electrón, por ejemplo, se descubrió mediante el uso de un tubo de rayos catódicos. Algunos teorizan que la partícula Higgs-Boson, si se descubre, podría proporcionar la clave para una comprensión mucho mayor del mundo físico en su conjunto.