Viendo un documental, escuché a Michio Kaku decir que cuando era joven, construyó un acelerador de partículas casero. Lo que me gustaría saber es si yo, por mi parte, puedo hacer lo mismo. ¿Y cómo?
Y ¿cómo puedo ionizar átomos de hidrógeno?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?No es tan difícil, pero no será capaz de generar suficientes partículas de alta energía.
El mejor ejemplo de un acelerador de partículas es un CRT (tubo de rayos catódicos), que se puede encontrar en cada monitor o televisión CRT. Puede generar alrededor de $40\rm\,keV$ electrones. (El LHC genera protones de $3.5\rm\,TeV$, por lo tanto, es alrededor de cien millones de veces más fuerte).
Solo un acelerador de partículas no es suficiente, si quieres hacer experimentos con él, también necesitas algunos dispositivos analíticos de medición. En los aceleradores actuales, son casi tan complejos y costosos como el dispositivo principal de aceleración.
También hay un dispositivo que se puede construir en casa, es el fusor de Farnsworth:
Tal vez no sea un acelerador de partículas en el sentido clásico, pero crea un campo lo suficientemente fuerte como para poder fusionar deuterones (aunque lo hace con una eficiencia terrible, alrededor de $10^{-8}$). Puedes ver un esquema del fusor de Farnsworth abajo:
(fuente: <a href="http://fusor.net/images/fusor_schematic.jpg" rel="nofollow noreferrer">fusor.net</a>)
Hay toda una comunidad de fusores caseros que se puede encontrar aquí.
Andrew Russell
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113
Bueno, hay muchos tipos diferentes de aceleradores de partículas.
Además del tubo de rayos catódicos ya sugerido, otro acelerador bastante pequeño sería un ciclotrón. El primero fue construido por Lawrence y Livingston, "un dispositivo de aproximadamente 4.5 pulgadas de diámetro que utilizaba un potencial de 1,800 voltios para acelerar iones de hidrógeno hasta energías de 80,000 electronvoltios." Supongo que sería posible obtener una fuente de alimentación de alto voltaje e hidrógeno, pero realmente construir un dispositivo funcional probablemente llevaría mucho tiempo.
La energía de ionización del hidrógeno nuclear es de 13,6 eV, lo que corresponde a radiación electromagnética de una longitud de onda de 91 nm (UV extremo). Por lo tanto, podrías usar una fuente de "luz" que emita una longitud de onda menor a 91 nm y dirigirla hacia el hidrógeno. Otra manera sería calentarlo. Sin embargo, podría haber soluciones más fáciles, por ejemplo, aplicando un campo eléctrico, pero no estoy seguro de esto. Aunque es una pregunta interesante.
Otra idea: Tal vez podrías usar una lámina fina de tira (normalmente hecha de carbono) y dirigir tu gas con algo de presión a través de ella. Así es como los iones negativos se convierten en positivos, por ejemplo, en un acelerador Tandem Van de Graaff. Sin embargo, no sé si funcionará con partículas "lentas" de una botella de gas.
Bagrat
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Acelerador de partículas que cabe en una mesa abre un nuevo capítulo para la investigación científica
20 de junio de 2013 - fuente: Universidad de Texas en Austin
El acelerador de plasma láser ha acelerado alrededor de medio billón de electrones a 2 gigaelectronvoltios en una distancia de aproximadamente 1 pulgada. Es una reducción de un factor de aproximadamente 10,000, y marca un hito importante en el avance hacia el día en que los aceleradores de partículas de plasma láser de varios gigaelectronvoltios sean equipo estándar en laboratorios de investigación de todo el mundo.
Ahora tenemos millones de transistores en el mismo espacio ocupado por el primer transistor. Teniendo dinero, hay láseres comerciales de petavatio a la venta.
;) un Resorte naranja fue mi primer acelerador de partículas casero, del tamaño de un bolsillo (no aceleraba demasiados electrones/protones/neutrones).
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Ya sea que puedas hacerlo es una pregunta que solo tú puedes responder, y puedes responderla intentando construir uno. Una búsqueda en la web de "ciclotrón casero" arroja muchos artículos interesantes, videos y sitios. ¿Si esas técnicas están dentro de tu nivel de habilidad y presupuesto, cómo podríamos saberlo?
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En el sentido general, todo lo que necesitas es una fuente de partículas y un campo acelerador. Ambos existen en un tubo fluorescente o un CRT. Con un generador de Van der Graaff puedes generar voltajes bastante altos - del orden de los 10 kV - con los que acelerar electrones / generar "relámpagos". Pero incluso una pistola de perdigones es un acelerador de "partículas". Es posible que debas ser más específico.