Física de Aceleradores

Apresentação em tema: "Física de Aceleradores"— Transcrição da apresentação:

1 Física de Aceleradores
Prof. Marcelo Sant’Anna Sala A-310 (LaCAM) Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

2 Aceleradores Eletrostáticos
Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

3 Aceleradores Eletrostáticos (algumas referências históricas)
“A brief history and review of accelerators”, P. J. Bryant Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

4 Cockcroft-Walton Foto de um multiplicador de voltagens Cockcroft-Walton . Esta parte do acelerador foi utilizado para o desenvolvimento da bomba nuclear. Foi construído em 1937 e atualmente exposto no Museu de ciências de Londres Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 – Instituto de Física - UFRJ

5 Van de Graaff O primeiro VDG foi construído por Robert Jemison Van de Graaff, enquanto estava em Princeton, em 1929. Na PUC-Rio há um VDG de 4 MV desde os anos 60 Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

6 Tandem (maiores detalhes mais tarde)
Ex.: o (Van de Graaff) Tandem modelo Pelletron de 1.7 MV do LaCAM (IF-UFRJ) Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

7 Aceleradores de campos variáveis (usando “aceleração resonante”)
Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

8 Aceleradores de campos variáveis (algumas referências históricas)
“A brief history and review of accelerators”, P. J. Bryant Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

9 RF Linac Alternando “tubos de deriva” e potenciais V(t).
Notar a “aceleração resonante” (sincronização!). Notar comprimentos variáveis dos tubos. Ver animação em: Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

10 Ciclotron Novamente, sincronização! Ver animação em
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11 + avanços Outros aceleradores
Avanços na estabilidade de fase, focalização, transporte de feixe... Ex.: “Strong focusing” Crédito: Mark Mandelkern Outros aceleradores Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

12 Ex.: Síncrotron (de elétrons)
Feixes de luz... Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

13 Ex.: Aceleradores de energia mais alta
Table 01 High Energy Accelerators Ex.: Aceleradores de energia mais alta Accelerator Colliding Particles Total Energy Major Accomplishment Stanford Linear Collider (SLC) in Palo Alto electron, positron 100 Gev provided first look at Z0 Large Electron Positron Collider (CERN-LEP) in Geneva 200 Gev discovered Z0, W in 1983; shut down in 2002 Relativistic Heavy Ion Collider (BNL-RHIC) in Brookhaven heavy ions created quark-gluon plasma (Mini Big Bang) Tevatron (FNAL) in Chicago proton, antiproton 2 Tev confirmed Z0, W, discovered top quark Large Hadron Collider (CERN-LHC) in Geneva proton-proton; ion-ion 14 Tev planned for LEP replacement Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

14 Ex.: Síncroton de íons RHIC (Brookhaven)
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15 Ex.: LHC Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

16 Voltando ao Pelletron de 1.7 MV do LaCAM
Pressão variável e calibrada Célula gasosa Análise do estado de carga Detecção X- X-, X0, X+,... s-1d s0d ACELERADOR Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

17 A fonte de íons por sputtering
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18 O Filtro de Wien v E B q Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

19 O Filtro de Wien Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

20 O acelerador propriamente dito
“stripper” gasoso Feixe para experimentos Feixe da fonte de íons Xp+ Ímã Xp+ X- X-  Xp+ Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ

21 O ímã seletor de momento
B q Experimentalmente, usamos para calibração: Ou, Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ