Partikula-azeleragailu

thumb|Fermi Laborategi Nazionaleko Tevatroi azeleragailua, sinkrotroi motakoa, 2011 arte Ilinois-en martxan egon zena.|284x284px
**Partikula-azeleragailua** kargadun partikulak abiadura handietara azeleratzeko eremu elektromagnetikoak erabiltzen dituen gailu bat da. Partikula horiek atomikoak (ioiak, esaterako) edo subatomikoak (elektroiak eta protoiak) izan daitezke. Oinarrizko bi azeleragailu mota daude: linealak eta zirkularrak.

Lehengo telebistek zituzten izpi katodikozko hodiek partikula-azeleragailuekin antzekotasuna daukate: izan ere, telebista horietan eremu elektromagnetikoak erabiltzen ziren elektroiak azeleratu eta pantailan irudiak sortzeko.

Gailu hauen erabilera nagusietako bat materiaren osaera eta oinarrizko fenomenoak ikertzea da. Horretarako, azeleraturiko partikulei jomuga baten aurka talka eginarazten zaie, talka honen ondorioz beste hainbat partikula sortzen direlarik, partikula berri horien ikerketa ahalbidetuz. Hala ere, beste hainbat aplikazio dituzte, hala-nola medikuntzan edo industrian.

Partikula-azeleragailuetan eskuratzen diren abiadurak oso altuak izan ohi direnez, sinpletasunagatik energia-unitateak (elektronvolt-ak eta horien submultiploak) erabili ohi dira abiadura-unitateen ordez.

## Funtzionamenduaren oinarriak 
### Kargaturiko partikulen sorrera 
Lehenik eta behin, ezinbestekoa da kargaturiko partikulak sortzea ondoren azeleratu ahal izateko. 1930eko hamarkadaren hasieran, John Douglas Cockcroft eta Ernest Thomas Sinton Walton-ek boltaia altua sortzen zuen gailu bat garatu zuten, hainbat pausuko boltaia-biderkatzaile baten bitartez, 4 MV inguruko boltaiak lortuz. Erwin Otto Marx-ek ere antzeko teknologia bat erabiltzen zuen sortzaile bat diseinatu zuen, boltaia pultsu motzak erabiliz, 1932an 6 MV inguruko boltaiak lortuz. Aldiz, 1930an Robert J. van de Graaff-ek beste teknologia bat proposatu zuen, mugimenduan zegoen zinta bat erabiliz boltaia altuko elektrodoa kargatzeko, 2 MV inguruko boltaiak sortuz (baldintza berezietan 10 MV ingurura iritsi zitekeen boltaia).

### Azeleragailu linealak 
Aurretik aipaturiko azeleragailuek partikulak lerro zuzenean azeleratzen dituzten arren (eta, beraz, azeleragailu linealtzat hartzen diren arren), normalean azeleragailu lineal bezala (ingelesez *LINAC* gisa ere ezagunak) eremu elektriko alternoa erabiltzen dutenak dira ezagunak.
thumb|429x429px|Azeleragailu lineal baten funtzionamendua irudikatzen duen animazioa. Kargaturiko partikulek iturritik *(S)* hodi itxurako elektrodo batzuetan zehar *(C1, C2, C3, C4)* bidaiatzen dute, elektrodo horien boltaia-polaritatea aldatzean jasatzen duten indarrari esker.
Azeleragailu hauetan lerro batean kokaturiko xafla edo hodiak erabiltzen dira. Azeleragailu honen luzera 3.2 kilometrotakoa da. Azeleragailu honetan elektroiak eta positroiak 50 GeV-eko energietaraino heltzen dira. Azeleragailu honetan egindako lanari esker, hiru Nobel Sari lortu dira: bata 1976an xarma quark-a aurkitzeagatik; bigarrena 1990ean protoi eta neutroien barruko quark egitura frogatzeagatik; eta hirugarrena 1996an Tau leptoia aurkitzeagatik.

Askotan, azeleragailu linealak partikulak azeleragailu zirkularretara sartu aurretik erabiltzen dira, aurrerago ikusiko den bezala.

### Ziklotroiak 
ezkerrera|thumb|259x259px|Kaliforniako Unibertsitateko Lawrence Erradiazio Laborategiko ziklotroia, 1939. urtean.
Ziklotroia partikula-azeleragailu zirkular bat da, 1932-an Ernest O. Lawrence-ek asmatu zuena. Azeleragailu-mota hau bi zirkuluerdiz osaturik dago. Kargaturiko partikulak bi zirkuluerdi horien zentrotik abiatzen dira, eta eremu magnetiko eta elektrikoei esker ibilbide zirkular bat egiten dute: alde batetik, bi zirkuluerdien artean aplikatzen den eremu elektriko alternoak azeleratu egiten ditu, eta bestetik, eremu magnetiko konstanteak ibilbidea kurbatzen du, geroz eta erradio handiagoak marraztuz (erradioa partikulen abiadurarekiko proportzionala delako).
thumb|Ziklotroiaren funtzionamenduaren eskema, non lerrotxo beltzek kargadun partikulen ibilbidea irudikatzen duten eta gezi berdeek eremu magnetikoa.
Ziklotroi klasikoek protoiak, deuterioak eta alfa partikulak 22 MeV ingurura azeleratu ditzakete (argiaren abiaduraren %15-a, gutxigorabehera), non protoiek 600 MeV inguruko energiak lor ditzaketen (argiaren abiaduraren %80a, gutxigorabehera).

Azeleragailu zirkularrek linealekin alderatuz daukaten abantaila nagusietako bat, eremu elektrikoak eta magnetikoak konbinatuz espazio txikiagoan azelerazio altuagoak lor ditzaketela da.

### Mikrotroiak 
Azeleragailu-mota hau elektroiak azeleratzeko erabiltzen da. Elektroiek daukaten atseden-masa txikiagatik, abiadura erlatibistak oso azkar lortzen dituzte beste partikula batzuekin alderatuz, eta sinkroziklotroiak edo isoziklotroiak ez dira gai elektroiek irabazten duten masaren arabera funtzionatzeko eta 820 MeV inguruko energiak lortzeko diseinaturik dagoena.

### Betatroiak 
Azeleragailu hauek indukzio magnetikoko azeleragailu gisa ere ezagutzen dira. Azeleragailu honetan protoiek 7 TeV-eko energia lor dezakete. Bartzelonako ALBA sinkrotroia ere garrantzitsuenen artean dago.

## Erreferentziak 
## Ikus, gainera 
* LHC
* Ziklotroi
* Sinkrotroi

## Kanpo estekak 
* Partikulak azeleratzeko gailua: betatroia. Euskal Herriko unibertsitatea. 
* Partikula-azeleragailuen eraikitze zaletua 
* Partikula-azeleragailuei buruzko hamar bitxikeria