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Acelerador de partículas utilizado en dos disciplinas opuest

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Marcos Lopez

on 23 February 2014

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Transcript of Acelerador de partículas utilizado en dos disciplinas opuest

Acelerador de partículas utilizado en dos disciplinas opuestas: tratando de preservar la calidad de vida y pretendiendo simular los primeros instantes del universo, en el campo de la ciencia
OBJETIVOS:
Diferenciar el rol del acelerador de partículas en el ámbito científico y en el campo de la salud.

Conocer si este experimento, “la máquina de Dios”, aportará nuevas aplicaciones, tratamientos o alternativas de diagnóstico en diversas patologías.

Comprender por qué se intenta recrear el origen del mundo a través de esta máquina, es decir, el motivo de su elección.

Ampliar conocimientos sobre la composición, función y utilidad del acelerador de partículas en el campo científico y de la salud.

Afirmar que la técnica de IRMT es, hoy en día, la ideal para irradiar selectivamente el volumen tumoral.
Acelerador de partículas:
El acelerador lineal usa ondas electromagnéticas de alta frecuencia para acelerar electrones a través de un tubo lineal.
Un cañón inyecta electrones en un tubo acelerador. Este tubo es una estructura en la cual la energía es transferida a los electrones por campos de radiofrecuencia, suministrados por fuentes de microondas (llamada magnetrón o en aceleradores de alta energía kligston). Los electrones entran a la guía de onda al mismo tiempo que son energizados por las microondas
Acelerador lineal

Acelerador circular
Usan campos magnéticos en combinación con los eléctricos, pudiendo conseguir aceleraciones mayores en espacios más reducidos.
Las partículas dan muchas vueltas y reciben múltiples impulsos en cada giro, de manera que finalmente se puede lograr obtener partículas con velocidades muy grandes. Por eso se prefiere los aceleradores circulares cuando se busca tener colisiones de partículas de muy alta energía
ACELERADOR LINEAL:
Gantry:
-Cátodo o cañón de electrones
-Guía de onda
-Bending magnet o iman de torcimiento
-Colimador
Estructura estacionaria o stand:

-Kligstron o Magnetron
-Circulador: aísla el kilgstron de las microondas.
-Sistema de agua fría.
Consola de control
Camilla

Acelerador de partículas
Dispositivo que utiliza campos electromagnéticos para acelerar partículas cargadas hasta altas velocidades, y así, colisionarlas con otras partículas. De esta manera, se generan multitud de nuevas partículas que -generalmente- son muy inestables y duran menos de un segundo.
Hay dos tipos básicos de aceleradores de partículas:

-Lineal -Circular

Radioterapia de Intensidad Modulad (IMRT)
La radioterapia de intensidad modulada (IMRT, por sus siglas en inglés) es una modalidad avanzada de radioterapia de alta precisión que permite que la dosis de radiación se conforme con mayor precisión a la forma tridimensional (3-D) del tumor mediante la modulación (o el control) de la intensidad del haz de radiación en varios volúmenes pequeños,hace posible enfocar dosis más altas en regiones dentro del tumor, al tiempo que se minimiza la exposición a la radiación en las estructuras fundamentales circundantes normales.

El Gran Colisionador de Hadrones,  (en inglés Large Hadron Collider, LHC) es el acelerador y colisionador de partículas ubicado en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), en Europa central, en el cantón de Ginebra, en la frontera franco-suiza.
Un colisionador es un tubo acelerador de vacío, casi circular, bajo tierra, en el cual partículas cargadas se mueven en direcciones opuestas casi a la velocidad de la luz. Las partículas son aceleradas y mantenidas a una energía constante por resonadores electromagnéticos. Los rayos de partículas son enfocados por imanes cuadripolares y mantenidos en sus órbitas por imanes dipolares. La mayor máquina del mundo. La circunferencia exacta del LHC es de 26.659 metros, y la máquina contiene un total de 9.300 imanes.
Es el acelerador de partículas más grande y energético del mundo.

La Máquina de Dios

Función:
hacer colisionar ("con energías nunca imaginadas") protones de tipo hadrón, como los que forman parte de los átomos del cuerpo humano. A partir de esos choques se podrá producir una lluvia de nuevas partículas, entre ellas se pueden encontrar partículas que no se ha comprobado su existencia, como el tan buscado Bosón de Higgs o la partícula de Dios.

Estructura:
el LHC está formado por imanes superconductores y por estructuras aceleradoras que aumentan la energía de las partículas que circulan por él. En el interior del acelerador, dos haces de partículas circulan a energías muy altas y a una velocidad cercana a la de la luz antes de entrar en colisión una con otra. Los haces circulan en sentido opuesto, en tubos distintos situados bajo un vacío de alto nivel (ultravacío). Para acelerar y mantener encaminado un haz de protones hay que utilizar campos magnéticos. Y no campos cualesquiera, hay que usar magnetismo a potencias difíciles de entender. Para conseguir este resultado los imanes del LHC son superconductores: funcionan a menos de 2 grados Kelvin.


Alarmas sobre las posibles catástrofes:
desde que se proyectó el Gran Colisionador se denunciaron que existe la posibilidad de que su funcionamiento desencadene procesos que, serían capaces de provocar la destrucción de la Tierra. Sin embargo su postura es rechazada por la comunidad científica, ya que carece de cualquier respaldo matemático que la apoye.Los procesos catastróficos que denuncian son:
La formación de un agujero negro estable.
La formación de materia extraña supermasiva, tan estable como la materia ordinaria.
La formación de monopolos magnéticos 
La activación de la transición a un estado de vacío cuántico.
Al respecto, el CERN ha realizado estudios sobre la posibilidad de que se produzcan acontecimientos desastrosos.La conclusión de estos estudios es que "no se encuentran bases fundadas que conduzcan a estas amenazas".
Surgimientos de experimentos llevados a cabo en el LHC:
Nuevas técnicas de diagnóstico por imágenes (PET) y revolucionarios modos de tratar graves enfermedades, como el cáncer.
Hadronterapia, una forma particular de radioterapia, que usa iones y protones pesados –en lugar de Rayos X– para destruir tumores sin afectar tejidos sanos.
Una red súper veloz de computadoras (Grid): es un gran entramado internacional de recursos de cómputo, que se diferencia de otros porque en lugar de servir sólo para trasladar información de un punto a otro, lo que hace es compartir los recursos de los equipos conectados a ella.
El 'condensado de color vidrio' es una nueva forma de materia líquida
El mayor hallazgo lo constituye el Bosón de Higgs, que es una partícula  cuya existencia no se había podido verificar. Posee una masa de 126 mil millones de electronvoltio o 126 veces la masa de un protón. La importancia de esta partícula es que se le atribuye la propiedad de atraer y mantener juntas a las partículas elementales que constituyen la materia visible del universo. Los científicos que realizan este experimento con el Colisionador de Hadrones dicen poder darse cuenta sí han descubierto esta partícula por la manera en que “interactúa con otras partículas y por sus propiedades cuánticas”, por el momento las características encontradas son compatibles con el Bosón de Higgs pero para algunos científicos no es suficiente para afirmar que están frente a esta partícula.

Entrevista realizada al Doctor en Física DEPAOLA, Gerardo, basada en el Gran Colisionador de Hadrones
Encuesta realizada en el Hospital Oncológico Córdoba.
Encuesta realizada en el Centro Médico Privado Deán Funes
Encuesta realizada en la Fundación Marie Curie

Investigación
Agradecemos por su disposición, colaboración y orientación al Licenciado Jesús Kinder.
Agradecemos por su instrucción y colaboración a la Doctora Alicia Ramirez.

De acuerdo a lo investigado, podemos afirmar que con este experimento no existe un beneficio directo para la salud, ya que el objetivo del experimento es netamente científico, lo que se intenta descubrir no es la cura para el cáncer, como se difundió mediáticamente, sino descubrir si existen partículas más pequeñas que las que hoy se conocen. Si en algún momento se llegaran a descubrir aplicaciones para la salud es porque hay gente que trabaja paralelamente al experimento y pertenece específicamente al área de la salud. Las aplicaciones que se puedan llegar a descubrir se van a ver de acá a varios años.
Para llevar a cabo el experimento se eligió este aparato porque es el único que permite hacer colisiones y de esta forma permite romper y disgregar las partículas de tal manera que se puede descubrir la composición fundamental de la materia. Cuanto más alta la energía, más se rompen las partículas.
En un principio creíamos que el acelerador lineal que se usa en Radioterapia tenía una relación estrecha con este gran experimento, pero en el desarrollo de la investigación pudimos establecer que no es así, la única similitud encontrada es que ambos utilizan un equipo con el fin de acelerar partículas partiendo de esto las diferencias que encontramos se corresponden con los fines de cada uno, por un lado tenemos el acelerador circular el cual intenta recrear el universo en sus primeros instantes con el fin de descubrir partículas que forman la estructura fundamental de la materia y si existen partículas más pequeñas que las que hasta el momento se conocen. Mientras que el lineal su finalidad es curar el cáncer, mejorar el pronóstico de la enfermedad o en último término reducir efectos adversos para mejorar la calidad de vida del paciente; es por eso que en los centros de córdoba capital poseen una excelente calidad en equipos, todos estos centros brindan a sus pacientes una atención de altísimo nivel debido a que sus aparatos están acordes con las tecnologías que se manejan hoy en día en radioterapia. También podemos afirmara que el Imrt es por el momento la mejor forma de irradiar un tumor ya que en las tres entidades cuentan con esta modalidad por sus grandes beneficios ;para garantizar una mejor atención y calidad de vida a los pacientes casi sin tener diferencias en la parte pública como privada.
Las diferencias más notorios que encontramos entre los dos aceleradores de particulas son la forma/tamaño, las energías con las que trabajan y por último las partículas que aceleran
Forma/Tamaño Lineal Circular
Energía Varia de 4 a 20 MeV 7 TeV
Partículas Solo electrones Hadrones

CONCLUSIÓN:
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