Arxiu del divendres, 19/12/2014

Acceleradors de partícules de butxaca

divendres, 19/12/2014

Si ens parlen d’acceleradors de partícules el primer que pensem és en una instal·lació immensa, normalment de forma circular i preferentment subterrània, en la que s’acceleren partícules a velocitats increïbles per fer-les xocar i analitzar la manera com es desintegren al topar. De fet, aquests és la descripció del gran col·lisionador d’hadrons, el famós LHC que va descobrir el bosó de Higgs, però d’acceleradors de partícules n’hi ha de més formes i mides.

L’LHC és el més grans de tots, però n’hi ha de més petits. Tampoc cal que siguin circulars i podem trobar acceleradors lineals. La gràcia dels circulars és que les partícules que s’acceleren poden anar donant voltes, guanyant velocitat fins que arriben al nivell necessari. Un accelerador lineal només pot accelerar les partícules durant un trajecte limitat. Per això aconsegueixen menys energia de col·lisió. És similar a comparar llençar una pedra amb la mà, que permet accelerar fins a cert punt, o fer-ho amb una fona, que a mida que la girem li donem més acceleració.

Sigui com sigui, sempre parlem d’instal·lacions grans. Un electró o un protó no arriben a velocitats properes a la de la llum així com així. De nou amb les similituds, com més de pressa vols que vagi un cotxe, més camí per anar accelerant necessita.

O simplement cal que acceleri molt i molt de pressa en poca distància.

Aquesta és l’estratègia per aconseguir acceleradors de partícules de sobretaula. Uns ginys que estan obtenint uns resultats cada vegada millors. La idea és diferent dels acceleradors de partícules més famosos. En aquest cas, els anomenats “acceleradors de làser-plasma” intenten aconseguir que les partícules, per exemple electrons, facin surf sobre un impuls de llum làser.

Per aconseguir-ho cal tenir un plasma, que és un gas que té els seus àtoms separats en electrons i ions. Res de massa estrany. Les pantalles de plasma no es diuen així per casualitat sinó perquè funcionen amb un gas en estat de plasma, igual que els tubs fluorescents. En aquests acceleradors s’agafa un plasma i es fa passar un pols de llum làser a través seu. La llum, al passar crea una ona que reordena les partícules segons la càrrega i alguns electrons queden recollits en la part del davant de la ona. La gràcia és que és llum làser i, en conseqüència es mou a la velocitat de la llum… arrossegant als electrons surfistes amb ella.

En pocs centímetres s’acceleren uns quants electrons a velocitats properes a les de la llum!

Fa anys que hi treballen i mica a mica es van aconseguint fer-los cada vegada millors. Fa poc acaben d’aconseguir batre el rècord d’energia amb aquests electrons. Els físics no fan servir tant la velocitat com la energia que tenen les partícules accelerades i en aquests tipus de acceleradors han arribant als 4 giga-electronvolts. Això és unes mil vegades menys que el que poden fer amb el LHC, que arriba als 5 Tera-electronvolts, però la diferència de les màquines és espectacular. Vint-i-set quilòmetres en un cas, i un aparell de sobretaula en l’altre.

Serà interessant veure fins on arriben en el desenvolupament d’aquesta mena d’aparells, però segur que donaran de parlar.

(També és divertit veure els problemes dels traductors i periodistes amb les magnituds físiques. Realment, això dels gigaelectronvolts és poc habitual, però traduir-ho per “voltios gigaelectrón voltios” o per “voltios giga-electrón” suggereix que alguns diaris necessiten un periodista científic amb urgència.)