Para agregar a la respuesta de Robert Frost, puede ser muy costoso construir un acelerador de partículas para crear un haz de protones. Como mencionó, uno podría, como el Gran Colisionador de Hadrones, hacer un acelerador circular y dejar que los protones hagan varias vueltas.
Para acelerar las partículas en una escala más manejable que simplemente colocando electrodos en una fila muy larga, llamada linac, en 1932 Enerst Lawrence mostró un concepto que utiliza un gran campo magnético homogéneo B y dos electrodos semicirculares grandes, llamados dees debido a su forma, a pesar de que las recientes encarnaciones del concepto de ciclotrón tienen más electrodos, que tienen forma de cuña, para acelerar la partícula cargada.
En esta imagen [1], el campo magnético apunta perpendicular al plano xy, creando una fuerza de Lorentz [2] apuntando al centro del acelerador, creando órbitas circulares si las partículas tuvieran una velocidad constante.
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Para acelerar una partícula, se necesita una diferencia de potencial U , creando un campo eléctrico entre los electrodos, en el pequeño entre los dos dedos. Al igual que con el caso del linac, el potencial tiene que cambiar entre las placas, para evitar la desaceleración cuando la partícula vuelve a pasar el espacio después de media vuelta. Para hacer esto, se usa una corriente alterna de alta frecuencia. Afortunadamente, debido a que las partículas van más rápido, toma un giro más amplio en cada paso del espacio, manteniendo constantes los tiempos de vuelta generales.
Cuando la partícula alcanza el borde del campo magnético, un pequeño electroimán (que se muestra en rojo) patea el imán, de ahí el nombre de imán, fuera de su órbita hacia el túnel que proporciona su haz de protones.
Para dar más control sobre el proceso de extracción de protones de su camino circular, a veces el hidrógeno con dos electrones ([matemática] H ^ – [/ matemática]) se acelera hasta el borde del campo magnético, donde una película de carbono despoja los electrones. desde el protón, dejando una partícula cargada positivamente, que querría orbitar al revés, dejando el acelerador.
[1] Ciclotrón
[2] fuerza de Lorentz
