Fa uns quants anys es va predir que tan bon punt es posà en funcionament l'Hadron Collider, arribaria la fi del món. Aquest enorme accelerador de protons i ions, construït al CERN suís, és reconegut amb raó com la instal·lació experimental més gran del món. Va ser construït per desenes de milers de científics de molts països del món. Realment es pot anomenar una institució internacional. Tanmateix, tot va començar a un nivell completament diferent, en primer lloc, per poder determinar la velocitat del protó a l'accelerador. Es tracta de la història de la creació i les etapes de desenvolupament d'aquests acceleradors que es parlarà a continuació.
Historial d'inici
Després de descobrir la presència de partícules alfa i començar a estudiar directament els nuclis atòmics, la gent va començar a provar d'experimentar-hi. Al principi, aquí no es parlava de cap accelerador de protons, ja que el nivell de tecnologia era relativament baix. La veritable era de la creació de la tecnologia acceleradora va començar només aAnys 30 del segle passat, quan els científics van començar a desenvolupar amb propòsit esquemes d'acceleració de partícules. Dos científics del Regne Unit van ser els primers a dissenyar un generador especial de tensió de corrent continu el 1932, que va permetre als altres començar l'era de la física nuclear, que es va fer possible a la pràctica.
L'aparició del ciclotró
El ciclotró, és a dir, el nom del primer accelerador de protons, va aparèixer com una idea al científic Ernest Lawrence l'any 1929, però només el va poder dissenyar el 1931. Sorprenentment, la primera mostra era prou petita, només tenia una dotzena de centímetres de diàmetre i, per tant, només podia accelerar lleugerament els protons. Tot el concepte del seu accelerador era utilitzar no un camp elèctric, sinó un camp magnètic. L'accelerador de protons en aquest estat no estava dirigit a accelerar directament partícules carregades positivament, sinó a corbar la seva trajectòria fins a un estat tal que volien en cercle en estat tancat.
Això va permetre crear un ciclotró, format per dos semidiscs buits, dins dels quals giraven els protons. Tots els altres ciclotrons es basaven en aquesta teoria, però per tal d'aconseguir molta més potència, es feien cada cop més difícils de manejar. Als anys 40, la mida estàndard d'aquest accelerador de protons va començar a ser igual als edificis.
Va ser per la invenció del ciclotró que Lawrence va rebre el Premi Nobel de Física l'any 1939.
Synchrophasotrons
No obstant això, mentre els científics van intentar fer l'accelerador de protons més potent,Problemes. Sovint eren purament tècnics, ja que els requisits per al medi resultant eren increïblement alts, però en part eren en el fet que les partícules simplement no s'acceleren com es requeria. Vladimir Veksler va fer un nou avenç el 1944, que va idear el principi de l'autofase. Sorprenentment, el científic nord-americà Edwin Macmillan va fer el mateix un any després. Van proposar ajustar el camp elèctric perquè afecti les mateixes partícules, si cal, ajustant-les o, per contra, alentint-les. Això va permetre mantenir el moviment de les partícules en forma d'un sol grup, i no una massa borrosa. Aquests acceleradors s'anomenen sincrofasotró.
Collider
Per tal que l'accelerador acceleri els protons a energia cinètica, es van començar a requerir estructures encara més potents. Així és com van néixer els col·lisionadors, que funcionaven utilitzant dos feixos de partícules que girarien en direccions oposades. I com que es col·locaven l'una cap a l' altra, les partícules xocarien. La idea va néixer l'any 1943 pel físic Rolf Wideröe, però no es va poder desenvolupar fins als anys 60, quan van aparèixer noves tecnologies que podien dur a terme aquest procés. Això va permetre augmentar el nombre de noves partícules que apareixien com a resultat de la col·lisió.
Tots els desenvolupaments dels anys següents van portar directament a la construcció d'una gran instal·lació: el Gran Col·lisionador d'Hadrons el 2008, que en la seva estructura és un anell de 27 quilòmetres de llarg. Es creu quesón els experiments que s'hi duen a terme els que ajudaran a entendre com es va formar el nostre món i la seva estructura profunda.
Llançament del gran col·lisionador d'hadrons
El primer intent de posar en funcionament aquest col·lisionador es va fer el setembre de 2008. El 10 de setembre es considera el dia del seu llançament oficial. Tanmateix, després d'una sèrie de proves reeixides, es va produir un accident; després de 9 dies va fallar i, per tant, es va veure obligat a tancar per reparar-lo.
Les noves proves van començar només el 2009, però fins al 2014, la instal·lació va funcionar amb una energia extremadament baixa per evitar més avaries. Va ser en aquest moment quan es va descobrir el bosó de Higgs, que va provocar un augment de la comunitat científica.
En aquests moments, gairebé totes les investigacions s'estan duent a terme en l'àmbit dels ions pesants i els nuclis lleugers, després de la qual cosa l'LHC es tornarà a tancar per modernització fins al 2021. Es creu que podrà funcionar fins a l'any 2034 aproximadament, després de la qual cosa es requerirà la creació de nous acceleradors.
La pintura d'avui
De moment, el límit de disseny dels acceleradors ha arribat al seu punt àlgid, per la qual cosa l'única opció és crear un accelerador de protons lineal semblant als que s'utilitzen actualment en medicina, però molt més potent. El CERN va intentar recrear una versió en miniatura del dispositiu, però no hi va haver cap progrés notable en aquesta àrea. Es preveu que aquest model de col·lisionador lineal estigui connectat directament a l'LHC per provocarla densitat i la intensitat dels protons, que després es dirigiran directament al propi col·lisionador.
Conclusió
Amb l'arribada de la física nuclear, va començar l'era del desenvolupament dels acceleradors de partícules. Han passat per nombroses etapes, cadascuna de les quals ha portat nombrosos descobriments. Ara és impossible trobar una persona que no hagi sentit a parlar del Gran Col·lisionador d'Hadrons en la seva vida. S'esmenta en llibres, pel·lícules, predicant que ajudarà a revelar tots els secrets del món o simplement acabar-hi. No se sap amb certesa a què conduiran tots els experiments del CERN, però amb l'ús d'acceleradors, els científics van poder respondre moltes preguntes.
