Física de Aceleradores Prof. Marcelo Sant’Anna Sala A-310 (LaCAM) e-mail: mms@if.ufrj.br Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

Aceleradores Eletrostáticos Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

Aceleradores Eletrostáticos (algumas referências históricas) “A brief history and review of accelerators”, P. J. Bryant Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

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 – 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

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 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

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 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

Aceleradores de campos variáveis (usando “aceleração resonante”) Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

Aceleradores de campos variáveis (algumas referências históricas) “A brief history and review of accelerators”, P. J. Bryant Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

RF Linac Alternando “tubos de deriva” e potenciais V(t). Notar a “aceleração resonante” (sincronização!). Notar comprimentos variáveis dos tubos. Ver animação em: www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/gtulloue/Meca/Charges/linac.html Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

Ciclotron Novamente, sincronização! Ver animação em www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/gtulloue/Meca/Charges/cyclotron.html Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

+ 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 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

Ex.: Síncrotron (de elétrons) Feixes de luz... http://bilder.desy.de:9080/XFELmediabank/ListView.jsp?language=en_US&page=1&categoryID=2118&catalogID=5 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

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 2008 - LEP replacement Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

Ex.: Síncroton de íons RHIC (Brookhaven) Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

Ex.: LHC Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2009.1 - Instituto de Física - UFRJ

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 2 - 2007.2 - Instituto de Física - UFRJ

A fonte de íons por sputtering Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.2 - Instituto de Física - UFRJ

O Filtro de Wien v E B q Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.2 - Instituto de Física - UFRJ

O Filtro de Wien Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.2 - Instituto de Física - UFRJ

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 2 - 2007.2 - Instituto de Física - UFRJ

O ímã seletor de momento B q Experimentalmente, usamos para calibração: Ou, Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.2 - Instituto de Física - UFRJ