Diferencia entre revisiones de «Sincrotrón»

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[[radio frecuencia]]s. Las partículas se inyectan en un [[acelerador linear]] o LINAC, y de ahí pasan a un sincrotrón llamado
preacelerador o ''booster'' donde adquieren su energía final; las partículas así aceleradas se inyectan al sincrotrón principal o anillo de
almacenamiento, donde circulan a una energía fija. En un sincrotrón típico, el LINAC imparte a los electrones una energía entre 0.1 y {{nowrap|1 GeV}}, y el ''booster'' los acelera hasta la energía final de unos pocos GeV.<ref>{{cita publicación|título= The 3 GeV synchrotron injector for SPEAR|autor=Weidemann, H.; Baltay, M.; Voss, J.; Zuo, K.; Chavis, C.; Hettel, R.; Sebek, J.; Nuhn, H.D.; Safranek, J.; Emery, L.; Horton, M.; Weaver, J.; Haydon, J.; Hostetler, T.; Ortiz, R.; Borland, M.; Baird, S.; Lavender, W.; Kung, P.; Mello, J.; Li, W.; Morales, H.; Baritchi, L.; Golceff, P.; Sanchez, T.; Boyce, R.; Cerino, J.; Mostowfi, D.; Wang, D.F.; Baritchi, D.; Johnson, G.; Wermelskirchen, C.; Youngman, B.; Jach, C.; Yang, J.; Yotam, R.|publicación= Particle Accelerator Conference. Accelerator Science and Technology|páginas=2688-2690 |volumen=5|doi= 10.1109/PAC.1991.165072|año= 1991|idioma=inglés}}</ref><ref>{{cita web|url=http://www.diamond.ac.uk/Home/Technology/Components/booster.html|título= The Diamond machine|idioma=inglés|fechaacceso=16 de junio de 2012|editorial=Diamond Light Source Ltd.|fecha=5 de mayo de 2009|urlarchivo=http://web.archive.org/web/http://www.diamond.ac.uk/Home/Technology/Components/booster.html|fechaarchivo=011 de diciembre de 2015}}</ref><ref>{{cita publicación|título= Linac and Booster Synchrotron for SPring-8 Injector|autor= Yokomizo, H.; Abe, H.; Aoki, T.; Asaka, T.; Fukami, K.; Fukushima, S.; Hayashi, S.; Hori, T.; Hosoda, H.; Itoh, Y.; Kobayashi, T.; Kuba, A.; Mizuno, A.; Ohzuchi, S.; Okanishi, K.; Oyatani, H.; Sakaki, H.; Suzuki, H.; Suzuki, S.; Tani, N.; Tanimoto, M.; Taniuchi, T.; Yanagida, K.; Yonehara, H.; Yoshikawa, H.|publicación=Joint Accelerator Conferences Website: EPAC 96|idioma=inglés|año=1996|url=http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/e96/PAPERS/WEPG/WEP105G.PDF |formato=PDF}}</ref> El [[Gran Colisionador de Hadrones]], que opera con protones de {{nowrap|7 TeV}}, requiere tres sincrotrones auxiliares.<ref>{{cita web|url=http://public.web.cern.ch/public/en/research/AccelComplex-en.html|título=The accelerator complex|editorial=CERN|año=2008|idioma=inglés|fechaacceso=16 de junio de 2012}}</ref>
 
=== Cavidades de radiofrecuencia ===
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{{VT|Resonador}}
 
Las cavidades de radiofrecuencia o RF son una serie de estructuras huecas donde se aplica el voltaje oscilante longitudinal, suministrado por [[klistron]]es, que acelera las partículas. En un acelerador propiamente dicho, como el ''booster'', la energía de las partículas aumenta cada vez que atraviesan la cavidad. En los anillos de almacenamiento, por contra, solo se suministra la energía necesaria para compensar las pérdidas por radiación sincrotrón.<ref name=rf>{{cita web|url= http://www.lhc-closer.es/php/index.php?i=2&s=4&p=7&e=2 |título=Cavidades RF |obra=Acercándonos al LHC|autor=Cid Vidal, X. y Cid, R.|fechaacceso=25 de junio de 2012}}</ref><ref>{{cita web|url=http://www.esrf.eu/Accelerators/Groups/RF|título=Radio Frequency|fecha=24 de enero de 2012|idioma=inglés|fechaacceso=26 de junio de 2012|editorial=European Synchrotron Radiation Facility|urlarchivo=http://web.archive.org/web/http://www.esrf.eu/Accelerators/Groups/RF|fechaarchivo=011 de diciembre de 2015}}</ref> Las cavidades RF también mantienen a las partículas agrupadas en paquetes que circulan a aproximadamente la misma velocidad, manteniendo la sincronía entre la fase del voltaje acelerador y la frecuencia de circulación del haz.<ref name=rf />
 
=== Elementos magnéticos ===
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Los sincrotrones modernos utilizan [[dipolo magnético|dipolos]], llamados [[imán curvador|imanes curvadores]] —''bending magnets''— para curvar la trayectoria del haz de partículas y [[cuadrupolo]]s y [[sextupolo]]s para mantener el haz enfocado. La separación de las funciones de deflección y focalización permite alcanzar una energía mayor y optimizar las propiedades ópticas del sincrotrón.<ref name=rossbach>{{cita web|url=http://adweb.desy.de/~rossbach/uni/Cern.pdf |formato=PDF|autor=Rossbach, J.; Schmüser, P.|título= Basic course on accelerator optics| idioma=inglés|fechaacceso=17 de junio de 2012|editorial= DESY}}</ref> Los imanes tienen los polos orientados perpendicularmente a la órbita. Los cuadrupolos pueden orientarse de tal manera que las componentes verticales y horizontales de las fuerzas magnéticas que ejercen sobre las partículas son independientes y se suele alternar su polaridad a lo largo de la cavidad del sincrotrón, es decir, se have converger y divergir el haz sucesivamente. Esta disposición, conocida como «celda FODO»<ref group=n.>La 'F' representa el cuadrupolo convergente —''Focussing'', en inglés— , la 'D', el cuadrupolo divergente —''Defocussing''— y la O el espacio entre ellos.</ref> mantiene el haz colimado, importante tanto para maximizar el número de colisiones de partículas, como para producir luz sincrotrón coherente y concentrada. Los imanes sextupolos se utilizan para corregir las [[Aberración cromática|aberraciones]] de los cuadrupolos.<ref name=rossbach />
 
En los sincrotrones modernos utilizados para la producción de luz sincrotrón, los imanes se suelen disponer en diversas configuraciones, con el objetivo de lograr un haz de radiación lo más brillante posible. Una configuración muy utilizada es la «celda DBA» (''Double Bend Achromatic'') o «celda Chasman-Green», que en su versión más simple consiste en un par de imanes curvadores con una lente cuadrupolar en el centro.<ref>{{cita libro|título= Accelerator Physics|autor=Lee, Shyh-Yuan|isbn=9812562001|editorial=World Scientific|año=2004|idioma=inglés}}</ref> Este tipo de instalaciones cuenta además con dispositivos magnéticos compuestos de una secuencia de varios dipolos alternantes. Según la fuerza del campo magnético, estos aparatos se dividen en ''[[wiggler (sincrotrón)|wigglers]]'' u [[ondulador]]es. Ambos hacen seguir a los electrones una trayectoria oscilante, con un radio de curvatura menor que en los dipolos principales. Esto permite obtener radiación sincrotrón con propiedades diversas y mejor adaptadas a distintos tipos de experimentos.<ref>{{cita web|url=http://www.cells.es/inauguration-media/inauguration-ebook.pdf |formato=PDF|obra=The ALBA synchrotron light source |editorial=CELLS|año =2012 |página=59|título=La naturaleza de la luz sincrotrón|fechaacceso=19 de junio de 2012|urlarchivo=http://web.archive.org/web/http://www.cells.es/inauguration-media/inauguration-ebook.pdf|fechaarchivo=011 de diciembre de 2015}}</ref>
 
=== Líneas de luz sincrotrón ===