M2 Sincrotrón y Anillo de Almacenamiento

Tópico

Un sincrotrón es una máquina circular donde las partículas dan muchas vueltas repetidas, pasando una y otra vez por el mismo conjunto de imanes y cavidades de radiofrecuencia descritos en la parte de fundamentos, ganando energía en pequeños incrementos en cada pasada. A diferencia de un ciclotrón —una máquina circular más antigua donde el radio de la órbita crece con la energía—, en un sincrotrón el radio se mantiene fijo: a medida que la energía de la partícula aumenta, el campo de los imanes dipolares se incrementa de manera sincronizada para mantenerla en la misma trayectoria circular, de donde proviene el nombre de la máquina. Este proceso de incrementar gradualmente el campo magnético junto con la energía del haz se llama rampa, y su duración depende del tamaño de la máquina y de cuán rápido pueden responder sus imanes sin generar corrientes parásitas o, en el caso de imanes superconductores, sin arriesgar la pérdida de superconductividad que la parte de fundamentos ya señaló como su punto frágil. Una vez que la máquina alcanza su energía de operación nominal, puede funcionar en modo anillo de almacenamiento: el haz simplemente circula de manera estable durante un período prolongado, mientras los experimentos aprovechan ese haz circulante para colisionarlo con otro haz, para extraerlo hacia un blanco fijo, o para aprovechar la radiación de sincrotrón que emite continuamente. Mantener un haz circulando de manera estable durante horas, y no solo durante el breve tiempo de una aceleración, depende críticamente de la calidad del vacío descrita en fundamentos, de la corrección precisa de la óptica de haces y de mantener el número de onda betatrónico lejos de las resonancias peligrosas ya señaladas. Por eso este módulo, que abre con una rampa que eleva la energía vuelta tras vuelta, cierra con el mismo anillo sosteniendo, ya en su energía final, un equilibrio que depende de todo lo descrito en la parte de fundamentos.

ID:4962