Fonte de partículas, tubo de cobre e clístrons

Fonte de partículas
A fonte de partícula fornece as partículas que serão aceleradas. As partículas podem ser elétrons, prótons, pósitrons (a primeira partícula antimatéria - como um elétron, mas carregado positivamente), íons e núcleos dos átomos pesados como o ouro. No SLAC, uma arma de elétron usa um laser para derrubar os elétrons da superfície de um semicondutor. Os elétrons, então, entram na parte do acelerador do linac.

Foto cedida SLAC Diagrama do esquema da arma de elétron do linac do SLAC

No SLAC, os pósitrons podem ser feitos quando atiramos um raio de elétron no tungstênio. Na colisão, são formados pares de elétrons e pósitrons. Os pósitrons podem ser acelerados revertendo as direções dos campos elétricos e magnéticos dentro do acelerador.

Tubo de cobre

Foto cedida SLAC Cilindros de tubo de cobre

A maior estrutura do acelerador de partícula é o tubo de cobre. O tubo de cobre tem um forte vácuo por dentro pelo qual as partículas viajam. Os tubos são feitos de cobre porque ele conduz muito bem tanto a eletricidade como o magnetismo. No linac do SLAC, o tubo de cobre é feito de mais de 80 mil cilindros revestidos de cobre e presos por mais de 3,2 km.

Foto cedida SLAC Cavidades no tubo de cobre

O tubo de cobre é organizado para formar uma série de células chamadas de cavidades. O espaço das cavidades é combinado com o comprimento de onda das microondas. Os espaços permitem aos campos elétrico e magnético repetirem seu padrão a cada três cavidades. Os elétrons ou pósitrons no raio passam pelas cavidades em pequenos grupos. A chegada de cada grupo tem um tempo determinado para que se consiga um impulso do campo elétrico até as cavidades.

Foto cedida SLAC Cavidades no tubo de cobre

Clístrons
Clístrons produzem as microondas, como um forno de microondas exceto que as microondas dos clístrons são cerca de 1 milhão de vezes mais poderosas. Os clístrons produzem microondas pelo caminho de uma arma de elétron. Os elétrons viajam através do clístron em cavidades, onde a velocidades deles é regulada. Como os elétrons mudam de velocidade no clístron, eles liberam radiação na forma de microondas. As microondas são conduzidas por meio de guias de ondas de cobre para o tubo de cobre do acelerador. Os guias de ondas transportam as ondas com eficácia sem perder a intensidade. O clístron e os guias de ondas são mantidos sob alto vácuo para facilitar o fluxo das ondas.

Foto cedida SLAC Diagrama de clístron, guia de onda e tubo de cobre do linac

Foto cedida SLAC Os clítrons são organizados em intervalos regulares ao longo do acelerador