Nueva técnica de un acelerador duplica la energía de la particula en 1 metro
(NC&T) Los investigadores trabajan en el Centro del Acelerador Linear de Stanford (SLAC), la Academia Henry Samueli de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) y la Universidad del Sur de California (USC).
El resultado demuestra una tecnología que puede decidir el futuro diseño de los aceleradores. Con el fin de alcanzar las altas energías requeridas para responder al nuevo conjunto de misterios que afronta en la actualidad la física de partículas, tales como la energía oscura y el origen de la masa, los aceleradores más modernos son mucho más grandes y consecuentemente más caros que sus predecesores. Haces de partículas de muy altas energías serán necesarios para descubrir las efímeras partículas hoy más buscadas, y que han eludido hasta ahora a los científicos.
Aunque el sistema todavía se encuentra en las fases iniciales de su desarrollo, la investigación sobre sus capacidades demuestra que la aceleración empleando plasma, o gas ionizado, puede incrementar de manera espectacular la energía de las partículas en una corta distancia.
Los electrones viajaron primero tres kilómetros a través del acelerador lineal del SLAC, alcanzando 42 mil millones de electronvoltios (GeV) de energía. Entonces se les hizo pasar a través de una cámara de plasma de 84 centímetros de largo, y adquirieron otros 42 GeV de energía. Como los dispositivos de postcombustión en un motor a reacción, el plasma proporciona el empujón extra. Su cámara se llena con litio gaseoso. Cuando el cúmulo de electrones pasa a través del litio, el frente de este cúmulo crea el plasma, que deja una estela que fluye a la parte posterior del cúmulo y lo empuja hacia adelante, dando a los electrones de la parte trasera más energía.
El experimento logró uno de los mayores gradientes de aceleración logrados hasta el momento. El gradiente es una medida de cuán rápidamente las partículas acumulan energía. En este caso, los electrones lanzados a través de la cámara de plasma ganaron más de 3.000 veces la energía usual en el acelerador, por metro recorrido.
El reciente avance es la culminación de casi una década de trabajo, dirigido por el profesor Robert Siemann del SLAC, el profesor de Ingeniería Eléctrica Chan Joshi de la UCLA y el profesor de Ingeniería Thomas Katsouleas de la USC.
Durante los últimos dos años, el equipo de investigadores ha mejorado el gradiente de aceleración por plasma en un factor de 200.
