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Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ1 Física de Aceleradores Prof. Marcelo SantAnna Sala A-310 (LaCAM) e-mail:

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1 Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ1 Física de Aceleradores Prof. Marcelo SantAnna Sala A-310 (LaCAM)

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

3 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

4 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 – 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

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

6 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)

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

8 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

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

10 Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ 10 Ciclotron Novamente, sincronização! Ver animação em

11 Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ 11 + avanços Avanços na estabilidade de fase, focalização, transporte de feixe... Outros aceleradores Ex.: Strong focusing Crédito: Mark Mandelkern

12 Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ 12 Ex.: Síncrotron (de elétrons) Feixes de luz... ge=1&categoryID=2118&catalogID=5

13 Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ 13 Ex.: Aceleradores de energia mais alta AcceleratorColliding ParticlesTotal EnergyMajor Accomplishment Stanford Linear Collider Stanford Linear Collider (SLC) in Palo Alto electron, positron100 Gevprovided first look at Z 0 Large Electron Positron Collider Large Electron Positron Collider (CERN-LEP) in Geneva electron, positron200 Gev discovered Z 0, W in 1983; shut down in 2002 Relativistic Heavy Ion Collider Relativistic Heavy Ion Collider (BNL-RHIC) in Brookhaven heavy ions200 Gev created quark-gluon plasma (Mini Big Bang)Mini Big Bang TevatronTevatron (FNAL) in Chicago proton, antiproton2 Tev confirmed Z 0, W, discovered top quark Large Hadron Collider Large Hadron Collider (CERN-LHC) in Geneva proton-proton; ion-ion14 Tev planned for LEP replacement Table 01 High Energy Accelerators

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

15 Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ 15 Ex.: LHC

16 Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ 16 Pressão variável e calibrada Célula gasosa Análise do estado de carga Detecção X-X- X -, X 0, X +, d 0 d Voltando ao Pelletron de 1.7 MV do LaCAM ACELERADOR

17 Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ 17 A fonte de íons por sputtering

18 Laboratório de Física Corpuscular - aula Instituto de Física - UFRJ 18 v E B q v E B q O Filtro de Wien

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

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

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


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