TRABAJANDO POR LA CIENCIA

LOS ACELERADORES

Elí F. Aguilera
Investigador del ININ

Los aceleradores son aparatos diseñados para obtener haces de partículas energéticas, que pueden ser electrones o iones atómicos. Se concibieron inicialmente (en las primeras décadas del siglo XX) para poder “ver” ciertos componentes muy pequeños de la materia -los llamados núcleos atómicos-, que no podían ser vistos aun por los más potentes microscopios. El interés por estudiar a los núcleos pronto se extendió a un interés más amplio por estudiar componentes aún más pequeñas, las partículas elementales, lo cual hizo necesario buscar energías cada vez mayores para los haces obtenidos de los aceleradores.

Actualmente, el acelerador de mayor energía es el conocido como “Gran Colisionador de Hadrones”, que se encuentra cerca de Ginebra, en la frontera franco-suiza. Cubre una circunferencia de 27 Km y en él las partículas alcanzan velocidades cercanas a la de la luz (99.99%). Este acelerador permitió recientemente (2012) descubrir el llamado “bosón de Higgs”, que contribuye de manera fundamental a nuestro entendimiento del Universo en que vivimos.

En el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ) se cuenta con un acelerador de electrones y dos aceleradores de iones, uno de los cuales es el de mayor energía en México. Además de realizar investigación básica en Física Nuclear, se usan técnicas nucleares para determinar y cuantificar la presencia de elementos en muestras seleccionadas, de interés en diversos campos tales como la agricultura, la geología, la arqueología, la antropología y el medio ambiente.

La carrera por conseguir haces de energías cada vez mayores propició un desarrollo tecnológico muy importante en torno a los aceleradores, a tal grado que actualmente más de una docena de universidades reconocen a la Física de Aceleradores como una disciplina aparte y ofrecen grados avanzados en el tema. Además de los aceleradores usados para desarrollar investigación básica, como el “Gran Colisionador de Hadrones” ya mencionado, existen también aceleradores de uso industrial. En los pasados 60 años se han construido más de 30,000 aceleradores de partículas y más de la mitad de ellos se han usado para propósitos industriales.

Probablemente los usos mejor conocidos de los aceleradores son en terapia de cáncer, producción de radioisótopos en medicina e irradiación de alimentos para esterilización. Sin embargo, los aceleradores constituyen también el método casi exclusivo para implantar iones en semiconductores, lo cual se requiere para construir ciertos componentes electrónicos básicos en multitud de aparatos modernos. Se puede decir, por ejemplo, que tanto los teléfonos celulares, como las cámaras y televisores modernos dependen de los aceleradores. Existen muchos otros usos industriales de los aceleradores, que sería muy largo de numerar aquí. Se estima que inciden de manera importante en la elaboración de productos comerciales que tienen un costo mayor a quinientos mil millones de dólares por año.

Los aceleradores son un ejemplo sobresaliente de los beneficios indirectos que pueden tener en la sociedad las investigaciones científicas que se inician con el simple propósito de conocer mejor los fenómenos físicos del mundo que nos rodea.