El Sincrociclotrón , o Sincrociclotrón ( SC ), construido en 1957, fue el primer acelerador del CERN . Estaba en circunferencia y permitió los primeros experimentos del CERN en física nuclear y de partículas . Aceleraba partículas a energías de hasta600 MeV . La primera piedra del CERN fue colocada en el emplazamiento del Sincrociclotrón por el primer Director General del CERN, Felix Bloch . [1] Tras 33 años de funcionamiento, el SC fue desmantelado en 1990. En la actualidad, acoge a visitantes como zona de exposiciones del CERN.
El sincrociclotrón (como idea general) fue inventado por Edwin McMillan en 1945. Su propósito principal es acelerar partículas cargadas como protones y deutrones . La máquina consta de dos electrodos metálicos huecos en forma de D (llamados "dee") con un espacio entre ellos, conectados a una fuente de voltaje alterno de radiofrecuencia (RF) . Estos dees se colocan en un plano de manera que sus aberturas en los lados planos se miren entre sí. Las partículas dentro del sincrociclotrón pueden acelerarse de un dee al otro por la fuerza producida por el campo eléctrico entre los dees. Las partículas aceleradas entre los dees con este método son rotadas por el campo magnético creado por dos grandes imanes colocados debajo y encima de la estructura. La máquina continúa acelerando partículas alternando la dirección del campo eléctrico hasta que alcanzan el radio máximo y luego las extrae a través de un tubo de haz y las envía hacia un objetivo u otra máquina. A lo largo del proceso, la frecuencia se reduce para compensar el aumento de masa relativista debido a que la velocidad de las partículas se acerca a la velocidad de la luz .
A finales de 1951, se celebró en París una reunión de la UNESCO sobre una nueva organización europea para la investigación nuclear . En la reunión, se propuso la máquina sincrociclotrón como una solución ideal para un acelerador de energía media a utilizar hasta que se construyera un acelerador más potente. Más tarde, en mayo de 1952, en la primera reunión del consejo de la organización propuesta, Cornelis Bakker fue nombrado director del Grupo de Estudio del Sincrociclotrón. [2] Después de un mes, en un informe llamado Programa Provisional del Grupo de Estudio del Sincrociclotrón, el grupo decidió que necesitarían un diseño que pudiera proporcionar protones de 600 MeV. El objetivo inicial del grupo era indicar el alcance del trabajo a realizar y estudiar y/o diseñar los elementos necesarios. Después de los estudios preliminares, la primera reunión del grupo de estudio del SC se celebró en Copenhague a mediados de junio. Las decisiones tomadas en la reunión incluyeron varios viajes para ver máquinas similares en todo el mundo, hacer contactos para encontrar empresas adecuadas que pudieran construir las piezas necesarias y preparar dibujos básicos de la máquina. Tras una segunda reunión celebrada en Amsterdam en agosto, se preparó un informe de situación con fecha del 1 de octubre de 1952 para ser presentado en la reunión del Consejo Europeo de Investigación Nuclear que se iba a celebrar en Amsterdam en octubre. Según el informe, el grupo tenía como objetivo terminar su trabajo en un año y presentar un informe completo al Consejo Europeo de Investigación Nuclear. Se adjuntó al informe un plano preliminar del diseño del SC en el que se afirmaba que el trabajo del grupo estaba progresando "satisfactoriamente" y que estaban cooperando "adecuadamente". [2]
En 1953, tras un año de investigaciones, reuniones e informes, se inició el diseño del Sincrociclotrón . La construcción de la máquina comenzó en 1954 en las instalaciones de Meyrin con piezas procedentes de toda Europa occidental. A finales de 1955, Wolfgang Gentner se convirtió en el director del Grupo de estudio del Sincrociclotrón, mientras que el anterior director Cornelis Bakker pasó a ser el director general del CERN. [3] El programa de investigación para el Sincrociclotrón comenzó a planificarse para poder iniciar los experimentos lo antes posible. [4] El SC estaba listo para producir su primer haz en agosto de 1957, prácticamente en la fecha prevista. Un comunicado de prensa del CERN del 16 de agosto de 1957 afirmaba que el SC, como el tercer acelerador más grande de su tipo en el mundo, había comenzado a funcionar a plena energía. [5] A finales de 1958, el Sincrociclotrón hizo su primera contribución importante a la física nuclear con el descubrimiento de la rara desintegración electrónica de la partícula pion . Este descubrimiento ayudó mucho a los teóricos al demostrar que esta desintegración realmente ocurre. [6] El Sincrociclotrón se utilizó un promedio de 135 horas por semana durante 1961; funcionó de manera continua todos los días de la semana excepto los lunes, que se reservaban para mantenimiento. El Sincrociclotrón aceleraba un chorro de protones 54 veces por segundo, hasta una velocidad de aproximadamente 240.000 kilómetros por segundo (80% de la velocidad de la luz ). [7]
En mayo de 1960, se publicaron en Viena los planos de un separador de isótopos . Este separador de isótopos fue construido por el Grupo de Química Nuclear (NCG) del CERN y se utilizó en mediciones de las tasas de producción de radionucleidos producidos en el Sincrociclotrón. Las altas tasas de producción observadas durante estas mediciones demostraron que el SC era la máquina ideal para experimentos de producción en línea de isótopos raros . [8] En abril de 1963, un grupo de físicos se reunió en el CERN para discutir el proyecto del separador de isótopos . A finales de 1964, se presentó una propuesta formal para el proyecto y fue aceptada por el Director General del CERN. [9] Ese mismo año, el Sincrociclotrón comenzó a concentrarse solo en la física nuclear , dejando la física de partículas a un acelerador más potente construido en 1959, el Sincrotrón de Protones . En mayo de 1966, el Sincrociclotrón se cerró para realizar modificaciones importantes. Hasta mediados de julio, se mejoró la capacidad del SC y sus instalaciones asociadas. Además, se construyó un nuevo túnel para una línea de haz de protones externa hasta la nueva sala subterránea para el nuevo separador de isótopos. [10] En 1967, comenzó a suministrar haces para la instalación dedicada a haces de iones radiactivos llamada ISOLDE , que aún realiza investigaciones que abarcan desde la física nuclear pura hasta la astrofísica y la física médica .
En 1969, comenzaron los preparativos para aumentar la intensidad del haz y mejorar la eficiencia de extracción del haz del SC. Se cerró en junio de 1973 para realizar modificaciones. La máquina altamente mejorada comenzó a funcionar nuevamente para la investigación física con su nuevo nombre, SC2, en enero de 1975. [11] En 1990, ISOLDE se transfirió al Proton Synchrotron Booster , y el SC finalmente cerró después de 33 años de servicio. [12]
El SC y su edificio, la sala SC, que ha servido como almacén desde su cierre en 1990, fueron renovados en 2012-2013 [13] para convertirse en un área de exposición para los visitantes, que se inauguró en septiembre de 2013. [14] La exposición incluye una muestra multimedia sobre el nacimiento del CERN y el Sincrociclotrón. Utilizando tecnología de proyección de mapas , muestra simulaciones de las partículas aceleradas en el SC y muestra partes de él. Los físicos del SC (y pioneros del CERN) Giuseppe y Maria Fidecaro aparecen en la muestra. [15] Algunos objetos y herramientas que se utilizaron en la época en que se inició el Sincrociclotrón también están en la sala para que los visitantes los vean. [16]
A continuación se muestra la lista de algunas actividades de física realizadas en el SC. [17] [18] [19]
{{cite book}}: |website=ignorado ( ayuda )46°13′58.7136″N 6°03′9.9468″E / 46.232976000, -6.052763000