Sincrotrón
El ciclotrón, concebido por el físico austro-húngaro Leó Szilárd en 1929, se puede considerar el precursor del sincrotrón.
[1] Ernest Lawrence diseñó y construyó el primer ciclotrón,[2] puesto en marcha por vez primera a finales de 1931.
Esta máquina no era adecuada para la aceleración de partículas relativistas, cuya masa aumenta al aproximarse su velocidad a la de la luz, lo que causa un desfasaje con respecto a la oscilación del voltaje acelerador.
En 1945, el estadounidense Edwin McMillan y el soviético Vladimir Veksler propusieron, independientemente, un acelerador basado en este principio, variando la frecuencia del campo eléctrico a medida que la partícula incrementa su energía.
[4] De este modo, las partículas reciben una cantidad de energía inversamente proporcional a su velocidad, lo que resulta en un haz estable donde las partículas viajan, en promedio, a la velocidad apropiada.
[16] A principios del siglo XXI se empezaron a diseñar anillos de almacenamiento «limitados por difracción», caracterizados por una emitancia extremadamente baja del haz de electrones y una radiación muy coherente y colimada.
[18][19][20] Los positrones se producen haciendo incidir un haz de electrones acelerados sobre un material metálico.
En un acelerador propiamente dicho, como el booster, la energía de las partículas aumenta cada vez que atraviesan la cavidad.
En los anillos de almacenamiento, en cambio, solo se suministra la energía necesaria para compensar las pérdidas por radiación sincrotrón.
[27][28] Las cavidades RF también mantienen a las partículas agrupadas en paquetes que circulan a aproximadamente la misma velocidad, manteniendo la sincronía entre la fase del voltaje acelerador y la frecuencia de circulación del haz.
[31] El sincrotrón nacional sueco MAX IV es la primera instalación que incorpora celdas MBA.
Según la fuerza del campo magnético, estos aparatos se dividen en wigglers u onduladores.
Ambos hacen seguir a los electrones una trayectoria oscilante, con un radio de curvatura menor que en los dipolos principales.
Esto permite obtener radiación sincrotrón con propiedades diversas y mejor adaptadas a distintos tipos de experimentos.
La radiación ultravioleta y de rayos X emitida por los sincrotrones puede ser utilizada para varios experimentos.
[40] En la primera década del S XXI se ha logrado construir un sincrotrón compacto que cabe en una habitación.
