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Un LHC en el maletero: descubren cómo fabricar aceleradores de partículas portátiles

Los aceleradores de partículas son instalaciones descomunalmente grandes. El LHC del CERN, por poner un ejemplo, se compone de un anillo de túneles de 27 kilómetros. Un equipo de científicos de la Universidad de Maryland acaba de descubrir la manera de fabricar un acelerador tan pequeño que podría llevarse en el maletero de un automóvil.

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No solo es una cuestión de tamaño. El avance permitirá construir aceleradores cuyo consumo eléctrico sea equivalente al de una bombilla domestica.

¿Cómo lo han hecho? La respuesta es utilizando láseres. Howard Milchberg, profesor de física e ingeniería eléctrica y de computación en Maryland explica:

Hemos logrado acelerar electrones de alta energía a más de 10 millones de electrón-voltios utilizando solo unos pocos milijulios de energía concentrados en un haz láser. Esta es la energía típica que puede consumir una bombilla domestica en una milésima de segundo. Los requerimientos energéticos del láser son tan bajos que abren la puerta a la fabricación de aceleradores de partículas por láser que se podrían llevar de un lado a otro en un simple carrito.

El descubrimiento ha sido posible después de llevar al extremo una técnica denominada aceleración de campo de plasma. Cuando se dispara un láser dentro de una cámara con hidrógeno ionizado, se genera plasma. Si se hace con la suficiente potencia, los electrones siguen la corriente del haz láser y aceleran hasta lograr velocidades cercanas a la luz.

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Para lograr este efecto era necesario disponer de láseres de muy alta potencia. El equipo de Maryland ha tomado la aproximación opuesta y lo que ha hecho ha sido incrementar la densidad del plasma hasta 20 veces y reducir la potencia del láser.

Aún es pronto para que veamos un acelerador de partículas en cada universidad, pero el avance tiene otras aplicaciones. Las partículas aceleradas generan un pulso de luz ultracorto pero muy intenso. Este pulso puede utilizarse para diseñar nuevos dispositivos de imagen más rápidos y precisos que pueden usarse en medicina, nanotecnología e investigación de nuevos materiales. [Physical Review Letters vía Phys.org]

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