¿Por qué necesitamos acelerar las partículas hasta casi la velocidad de la luz?
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Los aceleradores de partículas han permitido el increíble nivel de detalle con el que hemos sondeado la física de los bloques más pequeños y fundamentales de nuestro universo. Durante casi un siglo, estas máquinas han ido ganando en potencia y complejidad, aunque el objetivo principal era siempre el mismo: acelerar distintas partículas hasta la velocidad más alta posible.
Estas partículas podían ir desde electrones o protones hasta iones ligeros de diferentes átomos. En cada caso se podrían utilizar para estudiar unas propiedades diferentes de la materia, pero era imprescindible conferirles tanta energía como el aparato permitiera. Esto no es por casualidad y la necesidad viene de una de las consecuencias más fundamentales de las leyes cuánticas que rigen el comportamiento de estas partículas. Pero eso no lo hemos sabido siempre.
La naturaleza no era suficiente
En los primeros días de la física de partículas experimental, los científicos se valían de fuentes naturales de radiación para estudiar la estructura de la materia. Utilizando la desintegración de algunos átomos radiactivos, Ernest Rutherford pudo por ejemplo sondear la estructura interna del átomo, descubriendo que la mayor parte de su masa se concentraba en una región central muy pequeña. Utilizando los rayos cósmicos que alcanzan la Tierra provenientes de más allá de la Via Láctea, pudieron descubrirse partículas como el muón o el pión. Sin embargo, estos métodos tenían limitaciones evidentes en cuanto a la energía y precisión que permitían alcanzar. A medida que la física de partículas avanzaba, se hizo evidente la necesidad de controlar y aumentar la energía de las partículas con las que se trabajaba. Así nacieron los aceleradores de partículas.
Estos aceleradores utilizan campos electromagnéticos para impulsar y dirigir las partículas a través de un camino determinado, generalmente un anillo o tubo. Una vez que las partículas alcanzan las energías deseadas, se les hace colisionar con otras partículas, produciendo una miríada de partículas secundarias. Estas colisiones nos permiten sondear las estructuras más íntimas de la materia, revelando respuestas a preguntas fundamentales sobre la naturaleza del universo.
Con información de Muy Interesante
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