El sistema de acelerador lineal en tándem de Argonne ( ATLAS ) es una instalación para usuarios científicos del Departamento de Energía de los EE. UU. en el Laboratorio Nacional de Argonne . ATLAS es el primer acelerador lineal superconductor (linac) para iones pesados a energías cercanas a la barrera de Coulomb y está abierto a científicos de todo el mundo.
El acelerador ATLAS de Argonne no debe confundirse con el experimento ATLAS del Gran Colisionador de Hadrones del CERN .
Los haces de iones estables en ATLAS se generan a partir de una de dos fuentes: el acelerador electrostático en tándem Van de Graaff de 9 MV o el inyector de iones positivos, un acelerador lineal de baja velocidad de 12 MV y una fuente de iones de resonancia ciclotrónica electrónica (ECR). Los iones se envían desde uno de estos dos al acelerador lineal de refuerzo de 20 MV y luego a la sección del acelerador lineal ATLAS de 20 MV.
El acelerador lineal ATLAS está construido con siete diseños diferentes de resonadores superconductores, cada uno de los cuales crea una onda electromagnética de una velocidad diferente. [1] Los iones en el acelerador lineal ATLAS se alinean en un haz que sale del acelerador lineal hacia una de las tres áreas experimentales. Las áreas experimentales contienen cámaras de dispersión , espectrómetros y espectrógrafos , líneas de haz , una instalación de rayos gamma y detectores de partículas .
En 2009, Argonne añadió a ATLAS un sistema llamado CARIBU (actualización del generador de iones raros de California). El sistema es capaz de generar haces de isótopos raros, que luego pueden enviarse a las secciones del acelerador.
Desde entonces, ATLAS ha recibido actualizaciones adicionales con dos mejoras: el sistema de iones por haz de electrones (EBIS), que permite que los haces radiactivos coincidan con las estructuras de aceleración al aumentar la carga positiva del haz de iones, y el separador de iones radiactivos en vuelo Argonne (RAISOR), que ayuda a mejorar la pureza del haz al separar isótopos específicos. Las mejoras de ATLAS con EBIS y RAISOR ayudan a los científicos a investigar las estructuras de elementos exóticos, estudiar la naturaleza de las fuerzas nucleares y comprender mejor la producción de elementos en estrellas y supernovas. [2]
El niobio es el metal principal que se utiliza para construir los tubos [1] en los resonadores individuales en línea. Se utiliza porque es relativamente barato, pero es un superconductor a temperaturas relativamente altas. El niobio tiene poca maleabilidad, lo que dificulta la construcción de las formas necesarias para los resonadores. Los maquinistas que trabajan en ATLAS son algunas de las pocas personas en el mundo capaces de trabajar con niobio en la medida necesaria para la construcción y reparación de las piezas de ATLAS. [3]
Los niveles de energía de los iones producidos por ATLAS son ideales para estudiar las propiedades del núcleo . En concreto, los científicos utilizan ATLAS para comprender las reacciones entre núcleos desde energías muy bajas (que se dan normalmente en estrellas en llamas) hasta las energías más altas (que se dan poco después del Big Bang). Se pueden estudiar núcleos con propiedades específicas para comprender interacciones fundamentales.