aceleradores de partículas fizeram o seu caminho para a mídia mainstream-quando o Grande Colisor de Hádrons (LHC) no CERN descobriu cinco novos baryons “escondidos à vista de todos”, foi o suficiente para fazer manchetes em todo o mundo. O que é muitas vezes deixado de fora, no entanto, é alguma da ciência básica por trás das funções do acelerador de partículas, como eles evoluíram ao longo dos anos e o que poderia vir a seguir para esses esmagadores subatômicos de alta velocidade.
a Brief History of Making Small Things Go Really (Really) Fast
Particle accelerators work by using electric fields to accelerate groups of particles to high speeds. Dois modelos básicos-lineares e circulares — existem, e ambos requerem tubos de vácuo extremamente frios e limpos que permitem que as partículas acelerem sem interferência e permitem eletromagnetos para dirigir e focar o feixe de partículas. Até agora, os cientistas têm sido capazes de aumentar as partículas para 0,99997 vezes a velocidade da luz antes de esmagá-las em folha de metal ou outros objetos e gravar os resultados.
conforme observado pela revista Symmetry Magazine, o primeiro acelerador circular moderno foi criado em 1930 e tinha menos de cinco polegadas de diâmetro. Um ano depois, Ernest Lawrence e M. Stanley Livingston criaram um acelerador de 11 polegadas. Compare isso com o LHC circular no CERN, que tem oito quilômetros de diâmetro, ou o acelerador linear no Laboratório Nacional de aceleradores SLAC, que tem quase três quilômetros de comprimento. Os aceleradores já fizeram contribuições significativas para o avanço humano — alguns são usados para modificar as propriedades materiais ou plásticos ou juntas de endurecimento usadas em semicondutores, enquanto outros são usados para produzir partículas fortemente carregadas para tratamento médico ou inspecionar carga para fins de segurança nacional.resultados interessantes
juntamente com a descoberta de novas partículas, aceleradores também podem ser usados para produzir plasma quark-gluon (a 7.2 trilhões de graus Fahrenheit), que se pensa ter dominado os primeiros momentos do universo e é tão quente que até mesmo as ligações quark são quebradas. Empurrar partículas para perto da velocidade da luz cria resultados únicos: ambos ganham massa efetiva e experimentam tempo mais lentamente em relação aos observadores fora do acelerador de partículas. Isto pode ser visto na expectativa de vida dos mésons pi, que tipicamente se desintegram em milionésimos de segundo. Aceleradas a alta velocidade, no entanto, essas partículas podem existir por muito mais tempo, sugerindo que elas provavelmente estão experimentando um tempo relativo mais lento.
o futuro do esmagamento Subatómico
então o que se segue para aceleradores de partículas? Stephen Hawking sugeriu que eles são a base para viajar no tempo para o futuro — ir rápido o suficiente e tudo começa a abrandar. Enquanto aceleradores ligados à terra podem não funcionar para colocar os seres humanos em alta velocidade, a ação de orbitar rapidamente um objeto (como um acelerador circular) ou ir muito rápido em uma linha reta (como um acelerador linear) produziu resultados positivos. Segundo a Phys, dois projectos estão actualmente a ser analisados no CERN.: Um túnel linear de 50 km de comprimento e um acelerador circular com um diâmetro de cerca de 50 a 62 milhas (80 a 100 km). Já, pesquisadores desenvolveram um dispositivo que pode produzir pulsos elétricos de 180 mil volts que duram exatamente 140 milionésimos de segundo, sem interrupções de “pulsos de pico”.”E como observado pela Mecânica Popular, o desenvolvimento de aceleradores dielétricos micro-fabricados a laser (DLAs) permitiu a criação de soluções de tamanho milimétrico que poderiam rivalizar com o desempenho de CERN em apenas 100 pés. À medida que novas tecnologias de armazenamento e transmissão se desenvolvem, os resultados podem ser aceleradores de “tabletop” e o potencial de comercialização desses produtores de partículas.
existem mais de 30.000 aceleradores de partículas atualmente em uso em todo o mundo, e o número está crescendo constantemente à medida que novos avanços científicos ocorrem e aplicações comerciais se tornam menos dispendiosas. O mercado aqui está encolhendo e se expandindo enquanto as equipes de pesquisa procuram novas maneiras de acelerar as partículas subatômicas, reduzir a pegada de instalações e continuar a impulsionar a humanidade para o futuro.Northrop Grumman tem uma longa história de pesquisa e desenvolvimento, resultando em inovação e descoberta. Procurar oportunidades para criar a próxima grande coisa: NorthropGrumman.com/careers
