Ciclotrón didáctico (de macropartículas)

El ciclotrón es un acelerador de partículas que presenta la ventaja de conseguir buenas aceleraciones sin la necesidad de altas tensiones, se trata de dos semicírculos huecos enfrentados de sus partes planas, estos semicírculos se les llama Ds, perpendicular a estas hay un campo magnético uniforme.

Ambas D, están conectadas a un generador de radiofrecuencia (una corriente alternada) de modo que la partícula cargada que se encuentre ambas D será atraída en un momento hacia la D que tenga polaridad opuesta y hacia allí se acelerará, a su vez el campo magnético hará que su trayectoria se curve, como la corriente que alimenta es alterna (radiofrecuencia) en el momento que la partícula quede dentro de la D ésta cambiará su polaridad y así la partícula se verá repelida a la vez que es atraída por la otra, siempre girando en forma de espiral debido al campo magnético, así se repite el ciclo hasta que por el tamaño físico del ciclotrón la partícula sale por un canal acelerada (no esta dibujado en el diagrama adjunto), cuantos mas giros consiga hacerle dar a la partícula mayor será la aceleración alcanzada.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cyclotron_patent.png

Hacer un ciclotrón no es sencillo se deben manejar unos electroimanes muy potentes y no esta al alcance de un laboratorio de aficionado, aunque algunos lo han conseguido.

Como forma demostrativa  de este dispositivo que les presento este arreglo que servirá muy bien.

Necesitaremos una tulipa de iluminación o una ensaladera plástica con esta forma

Nótese que las tiras de aluminio están unidas en forma alternada, quedará una positiva seguida de una negativa, las que no llegan al centro están unidas por afuera

Como fuente de alta tensión puede usarse un Van Der Graaff , una fuente hecha con un flyback o una máquina de Winshurst.

El dispositivo armado, conectado a la fuente de alta tensión

La partícula a utilizar será una pelota de ping pong pintada con tinta china para hacerla conductora. Las cintas son de foil de aluminio de tipo usado para horno de cocina, van pegadas a la tulipa con cemento de contacto.

Antes de poner en marcha el dispositivo, conviene colocar en el centro (en el cruce de las dos cintas) un cilindro aislante, en este caso usé un acople rápido de manguera de jardín, pero puede usarse un tubo de pvc o un frasco plástico cualquiera.

La pelota de ping pong debe estar pintada con tinta china, de otro modo no funcionará, también puede verse el cilindro aislante que ayudará a que arranque en forma inmediata

Cuando le demos la tensión inmediatamente la pelota comenzará a girar cada vez con mayor aceleración, (tratar de no darle mucha tensión para que no salten arcos entre las cintas).

Si bien el funcionamiento se basa en atracción y repulsión de la partícula cargada y el giro no lo da un campo magnético sino la misma forma del recipiente, es muy demostrativo de lo que ocurre en el ciclotrón.