El
físico Jim Pivarski explica como los detectores de partículas nos hablan de los
constituyentes más pequeños de la materia.
En términos generales, un
detector de la física de partículas moderna tiene tres piezas principales: (1) de seguimiento , que traza el curso de partículas cargadas, haciéndoles pasar a
través de sensores delgadas, (2) de calorimetría , que mide la energía de partículas cargadas o neutras,
haciéndolos plaf en una pared y (3) un fuerte campo magnético. A diferencia de seguimiento y
calorimetría, el imán no detecta las partículas directamente-les afecta en
revelar maneras.
Los
campos magnéticos de la curva de las trayectorias de las partículas
cargadas, y la dirección de la curvatura depende de si la partícula está
cargado positivamente o negativamente. Por
lo tanto, un sistema de seguimiento con un campo magnético puede distinguir
entre la materia y la antimateria. Además,
la desviación es mayor para las partículas, bajo impulso lentos de lo que es
para los más rápido, de alta momentum. Partículas
rápidas zip a través de bucle while lentos alrededor, posiblemente varias
veces.
Ambos efectos se utilizaron para descubrir
positrones en 1932. A
(sistema de seguimiento) cámara de niebla inmerso en un fuerte campo magnético
revelado partículas que se curvaban el camino equivocado para ser electrones
con carga negativa, pero también eran demasiado rápido para ser protones
cargados positivamente. Los
experimentadores concluyeron que habían descubierto una nueva partícula,
similar a los electrones, pero con carga positiva. Resultó ser la primera evidencia de la
antimateria.
Hoy en día, la mayoría de los experimentos de
física de partículas cuentan con un potente imán. El radio de curvatura de la pista de
cada partícula determina precisamente su impulso. En muchos experimentos, estos imanes
son más fuertes que las que se utilizan para llevar a cabo exploraciones de
resonancia magnética en los hospitales, pero también son lo suficientemente
grande como para caber dentro de una ballena.
La mayoría de estos imanes funcionan de la
misma manera que un electroimán de mano: una corriente continua circula en un
alambre en espiral para producir un campo magnético. Sin embargo, los imanes física de
partículas se hacen a menudo de materiales superconductores para lograr
extremadamente altas corrientes y las intensidades de campo. Algunos imanes, como la que en el
experimento CMS en el Gran Colisionador de Hadrones, son cilíndricos para más
precisión en ángulo recto con la línea de luz, mientras que otros, como el imán
exterior en el experimento ATLAS, son toroidal (en forma de rosquilla) para
mayor precisión cerca de la línea de luz.
En algunos casos, un experimento
sin un imán incorporado subrepticiamente puede hacer uso de campos magnéticos
naturales: El satélite Fermi-LAT utiliza el campo magnético de la Tierra para distinguir los
positrones de los electrones(*).
Desde el momento de partículas magnetizadas
que un sistema de seguimiento de las medidas está estrechamente relacionada con
la energía de las partículas que un calorímetro medidas, los dos pueden cotejar
entre sí, ser utilizado en combinación o revelar las partículas que son
invisibles para el seguimiento de solo. Los
avances en la comprensión a menudo provienen de diferentes formas de medir las
cosas similares.
Fuente de la compilación: Symmetry 01.junio.2015
(*)
Glosario:
Electrón
– Partícula subatómica de tipo
fermiónico. En un átomo los electrones rodean el núcleo. Tienen una pequeña masa y su movimiento genera
corriente eléctrica. Poseen una carga electrica negativa, con una magnitud
algunas veces llamada carca elemental o carga fundamental. La carga fundamental
del electrón tiene un valor de 1,602 x 10-19 coulombios. Define
las atracciones con otros átomos.
Positrón – Es una partícula elemental, antipartícula del electrón. Posee la misma cantidad de masa
y carga eléctrica del electrón, sin embargo, esta es positiva. No forma parte
de la materia ordinaria, sino de la antimateria. Se producen en numeropsos
procesos radioquímicos como parte de transformaciones nucleares
