IES Praia Barraña (Boiro, ACoruña)

Los aceleradores de partículas, a parte de estudiar la aceleracion de las partículas, también estudian  el origen del Universo. Hay dos tipos básicos de aceleradores de partículas: lineales y circulares.

Aceleradores lineales

Utilizan un conjunto de placas o tubos situados en línea a los que se les aplica un campo eléctrico alterno. Al aplicar polaridades inversas a las partículas éstas se aceleran hacia las placas. Atraviesan un agujero el cual está en la placa y su polaridad se invierte, la placa la repele y se acelera hacia otra placa. Este proceso no se realiza con solo una partícula sino que se hace con muchas, aplicando un campo eléctrico considerable, pero controlado. Y esto se repite sucesivamente. Las partículas se acercan a la velocidad de la luz, por lo que la velocidad de inversión de los campos eléctricos se hace tan alta que deben utilizar frecuencias de microondas, a causa de eso y en muy altas energías, se utilizan cavidades resonantes de frecuencias de radio en lugar de placas.

El acelerador lineal más largo del mundo es el colisionador electrón-positrón Stanford Linear Accelerator (SLAC), de 3 km de longitud.

La espalación es una de las aplicaciones tecnológicas mas importantes en las que se usan estos aceleradores. La espalación se usa para la generación de neutrones aplicables a los amplificadores de potencia para la transmutación de los isótopos radiactivos más peligrosos generados en la fisión.

Aceleradores circulares

Son como los aceleradores lineales pero incorporan a mayores, campos magnéticos, esto hace que puedan conseguir aceleraciones mayores en espacios más reducidos. Además las partículas pueden permanecer recluídas en determinadas configuraciones teóricamente de forma indefinida.

Poseen un límite a la energía que puede alcanzarse debido a la radiación sincrotrón que emiten las partículas cargadas al ser aceleradas. Al emitir esta radiación pierden energía, que es mayor cuanto más grande es la aceleración impartida a la partícula. La partícula describe una trayectoria circular que hace que se acelere la partícula, ya que la velocidad cambia su sentido, asi que pierda energía hasta igualar la que se le suministra, alcanzando una velocidad máxima.

Algunos poseen instalaciones especiales que aprovechan esa radiación. Esta radiación se utiliza como fuentes de Rayos X de alta energía, principalmente en estudios de materiales o de proteínas por espectroscopia de rayos X o por absorción de rayos X por la estructura fina (o espectrometría XAS).

A veces se utilizan partículas muy ligeras (principalmente electrones) para obtener mayor radiación en mayores cantidades aunque generalmente se aceleran partículas pesadas, protones o núcleos ionizados más pesados, así aún se pueden alcanzar mayores energías. Este es el caso del gran acelerador circular del CERN, donde el LEP, colisionador de electrones y positrones, se ha sustituido por el LHC, colisionador de hadrones.

Los aceleradores de partículas más grandes y potentes, como el RHIC, el LHC ( cuya primera  colisión con una energía de 3.5 TeV por rayo tuvo lugar el 30 de marzo de 2010) o el Tevatrón se utilizan en experimentos de física de partículas.