Aceleração de partículas: aceleradores mais curtos provam seu valor

Ainda existem áreas cinzentas em torno dos elementos que compõem a matéria, mas também a energia por trás das interações entre as diferentes partículas. A aceleração das partículas, neste caso dos elétrons, fornece as primeiras respostas.

Colidindo umas contra as outras, as moléculas formam novas moléculas de alta energia.

Esses experimentos também exploram novos campos, como a energia por trás dos fenômenos cósmicos, incluindo o big bang, erupções solares, buracos negros e muito mais.

Estas são partículas movendo-se quase à velocidade da luz que colidem. Os físicos estão atualmente estudando dados de uma aceleração bem-sucedida em pequena escala.

Aceleradores circulares do CERN

O Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN) montou o complexo mais imponente em termos de aceleração de partículas.

Os físicos têm à sua disposição vários quilômetros de aceleradores que formam um anel gigantesco com uma circunferência de 27 km. Essa logística permite realizar as colisões de partículas que se movem a uma velocidade próxima à da luz.

Para alcançar esse desempenho, os cientistas usam plasmas criados por lasers. Foram os físicos americanos Tajima e Dawson que tiveram essa ideia em 1979. O pulso de laser permite obter um campo elétrico longitudinal através do plasma. A energia assim obtida é então poderosa o suficiente para projetar os elétrons quase à velocidade da luz.

Para aceleradores mais baratos

Usando a imponente logística do CERN, os cientistas desenvolveram o programa Wakefield. Os princípios básicos são os mesmos: usar plasma para criar um campo elétrico capaz de impulsionar as partículas a quase 300.000 km/h. Desta vez, os aceleradores serão muito mais curtos que o anel CERN. É menos caro e os experimentos são menos complexos.

A ideia dos cientistas é enviar um feixe de elétrons ou prótons ou um laser através do plasma. As colisões entre o feixe e os elétrons livres do plasma criam campos elétricos intensos. As partículas injetadas neste ponto serão aceleradas imediatamente, criando um campo elétrico 10 vezes mais forte, no mínimo.

Matthews Wing, professor de física da University College London, está convencido de que esses novos aceleradores são o futuro dos experimentos de aceleração de partículas.

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