Acelerador linear

Posted: 16 Dec 2014 12:21 PM PST

Por: Elisiane C. O. Albrecht

Rifle de Gauss- “Acelerador de Partículas” Magnético.

O funcionamento de um acelerador de partículas pode ser demonstrado através de um experimento simples. O Rifle de Gauss é constituído de forma linear, montado sobre uma bancada reta, com um trilho no qual se tem ímãs fortes, onde as bolinhas de metal se movimentam, com isso é possível aplicar campo magnético dando uma energia mecânica às bolinhas. Estas são dispostas sobre o trilho à frente dos ímãs de tal forma que durante o movimento das primeiras, as próximas sejam “aceleradas”.

Figura 1: Representação Gráfica do Acelerador de partícula linear. Fonte: Science.

Com este dispositivo podemos perceber uma reação magnética em cadeia que causa o aumento da energia cinética do sistema. Para realizar a experiência é necessário colocar, no mínimo, duas bolinhas à frente de cada ímã, armando assim o também conhecido Rifle de Gauss. Para ocorrer o disparo é essencial que se empurre uma esfera do lado contrario ao que se encontram as outras. Assim, essa adquirirá uma energia cinética através do empurrão, que podemos adotar como inicial. Quando o projétil (a bolinha) se aproximar do ímã ele sofrerá uma interação com seu campo magnético aumentando sua energia cinética, ou seja, sua velocidade aumentará, quando esse colidir com o anteparo (ímã) ele transferirá sua energia cinética às esferas que estão à sua frente. A segunda bolinha (mais afastada do ímã) é disparada e continua o ciclo. Com isso, as próximas bolinhas sairão com maior velocidade e, em consequência, a última bolinha irá se mover com uma velocidade relativamente maior do que a da primeira que foi empurrada em direção ao primeiro ímã.

Figura 2: Experimento rifle de Gauss. Fonte: SCI-Toys.

Se imaginarmos que o sistema é ideal, ou seja, considerando que todas as bolas possuam o mesmo diâmetro, que os ímãs tenham o mesmo tamanho e mesma magnetização, que o trilho não exerça atrito sobre as esferas e que as colisões sejam elásticas (a energia cinética e o momento linear se mantem iguais antes e depois da colisão) o aumento da energia cinética será linear.

Este experimento possui um análogo no meio microscópico são os aceleradores de partículas. Existem diversos laboratórios com este tipo de tecnologia espalhados pelo mundo. A diferença primordial é que ao invés de se usarem esferas metálicas, empregam-se luz ou pacotes de partículas elementares, tais como prótons, elétrons, nêutrons, fótons e etc. Estas são aceleradas com a interação do campo magnético. Vale ressaltar que não existem apenas aceleradores lineares, há também dispositivos circulares.

O acelerador de partículas mais conhecido é o LHC (Large Hadron Collider - O Grande Colisor de Hádrons) que fica localizado em Genebra, Suíça no CERN. Este é, atualmente, o maior acelerador de partículas do mundo, e tem como um de seus objetivos reproduzir uma situação molecular e micro espacial semelhante o que aconteceu após o inicio do big bang. O Brasil também possui essa tecnologia, o Laboratório Nacional de Luz Sincrotron esta situado na cidade de Campinas, em São Paulo e faz pesquisa em diversas áreas da ciência.

Figura 3: Visão geral do LNLS em Campinas. Fonte: Autor.

PARA SABER MAIS:

Com nosso projeto, Brasil celebra 25 anos de acelerador de partícula. http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2012/05/com-novo-projeto-brasil-celebra-25-anos-de-acelerador-de-particulas.html

REFERENCIAS:

Acelerador linear Magnético. Disponível em:

http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/10512/Acelerador_linear_magn%C3%A9tico.pdf?sequence=1. Acesso em outubro de 2014.

Rifle de Gauss- (Acelerador linear Magnético). Disponível em : 

http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=pmd&cod=_pmd2005_0505. Acesso em outubro de 2014.

Dois experimentos do Eletromagnetismo na Mecânica: Movimento de uma haste metálica e Rifle de Gauss. Disponível em :

http://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F809/F809_sem1_2007/PauloF-Newton_RF1.pdf . Acesso em outubro de 2014.

Nave Órion retorna com sucesso à Terra, e a humanidade entra na Era Marte

Posted: 12 Dec 2014 08:57 AM PST

Órion, a mais recente nave espacial da NASA, regressou à Terra depois de completar, com êxito, um voo teste com astronautas a bordo, dando, dessa forma, o primeiro passo da chamada "era Marte" da história espacial do homem.

“Hoje é o primeiro dia da Era Marte”, afirmou Charles Boden, administrador da NASA. E não é para menos: a aterrissagem da nave aconteceu conforme o planejado, sobre o Oceano Pacífico, a 965 km da Baixa Califórnia. “Aterrissou! Órion completou um passo importante em nossa viagem a Marte”, “twittou” a NASA assim que o retorno da cápsula, que trouxe de volta os astronautas de uma futura missão tripulada a Marte, foi confirmado.

Esse teste, o primeiro de uma série, servirá para analisar o comportamento de Órion durante as ações de entrada, descida e pouso, verificando, em especial, o desempenho do escudo térmico que protege a cápsula das altas temperaturas de reentrada na atmosfera terrestre. Os dados registrados serão estudados para ter efeito no design final do veículo, que terá capacidade para transportar quatro astronautas no espaço, o último passo anterior ao primeiro voo tripulado a Marte, previsto para 2021. A Órion viajou 5.795 quilômetros acima da Terra para testar os sistemas da nave espacial antes de transportar os astronautas em missões no espaço profundo. Durante a reentrada na atmosfera, a espaçonave suportou uma velocidade de 32.185 quilômetros por hora e temperaturas próximas a 2.204,4º centígrados.

Não deixe de assistir ao vídeo com decolagem impressionante da cápsula para Marte: