Un protón es uno de los componentes básicos del átomo. Los protones, junto con los neutrones y los electrones mucho más pequeños, constituyen los elementos básicos. Cuando estas partículas microscópicas se enfocan en un rayo estrecho y se disparan a velocidades extremadamente altas, se denomina haz de protones. Los haces de protones son extremadamente útiles, tanto para físicos experimentales como para médicos.
Cómo se crean los haces de protones
Los protones tienen una carga eléctrica positiva. Las cosas con cargos opuestos se atraen entre sí, mientras que las cosas con la misma carga se repelen. Este es el principio central en un acelerador de partículas: la máquina utilizada para hacer haces de protones. Los protones son acelerados a través de un tubo por electroimanes. Cuando hay un protón detrás de los imanes, el imán se cambia a una carga negativa para tirar del protón hacia él. A medida que el protón pasa velozmente por el imán, la carga cambia a positiva, para empujar el protón lejos de él, acelerándolo más. Una hilera entera de protones en una fila forma un rayo de protones.
Un rayo de protones puede alcanzar casi la velocidad de la luz, pero lleva un tiempo lograr que las partículas funcionen. Una forma de hacerlo es usar un acelerador lineal grande. Los aceleradores lineales son cosas enormes, de hasta 2 millas de largo.
Otra forma de hacerlo es con un acelerador circular. Los aceleradores circulares, o ciclotrones, tienen un campo magnético diseñado para curvar el camino de la partícula en un círculo. Un haz de protones en un ciclotrón girará una y otra vez hasta que alcancen la velocidad suficiente. Luego se dispararán hacia su objetivo.
Aplicaciones
Los haces de protones tienen muchas aplicaciones útiles. A menudo se usan en física teórica. Los aceleradores de partículas destruyen protones en otros protones, así como en neutrones y otras partículas elementales. Cuando las partículas colisionan, los científicos miden las partículas pequeñas que salen de la colisión. Intentan descubrir cosas sobre gluones, quarks y otras partículas básicas que componen los protones.
Los rayos de protones también se utilizan en la radioterapia. Los protones se apuntan con cuidado y se disparan a los tumores, donde dañan su ADN y matan las células cancerosas. Este tipo de terapia hace muy poco daño al tejido circundante. A diferencia de la cirugía, no requiere corte, lo que la hace mucho más segura y menos dañina para ciertos tipos de tumores. En particular, los haces de protones han sido muy efectivos en el tratamiento de ciertos tipos de cáncer de ojo. Anteriormente, era necesario quitar el ojo para llegar al tumor, pero ahora puede ser el blanco del haz de protones.
