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Acceleratori per ricerca e per applicazioni fasci di particelle per esaminare la struttura microscopica della natura

Un'indagine adeguata delle strutture nucleari e subnucleari richiede un esame dettagliato dei fenomeni e delle forme materiali in una grande varietà di condizioni prefissate e con un'alta frequenza di osservazione che solo acceleratori artificiali di particelle possono garantire.
Gli acceleratori forniscono delle sonde in grado di esaminare fini dettagli di nuclei e nucleoni, e producono concentrazioni di energia sufficienti ad innescare i processi voluti e per trasformare energia in nuove forme materiali.
Gli acceleratori trasferiscono in vario modo energia da sorgenti elettromagnetiche ad un fascio di particelle cariche.
Le energie in gioco sono minime rispetto a quelle dell'esperienza quotidiana: per creare un protone, occorre condensare l'energia di 1 GeV, un decimo dell'energia di un battito d'ali di farfalla. Ma le dimensioni spaziali in cui occorre concentrare queste pur minime energie sono così piccole da sfuggire alla stessa intuizione: si misurano in "fermi", ossia in milionesimi di miliardesimo di metro. Così concentrata, l'energia di un battito d'ali di una farfalla equivale ad una temperatura di molti miliardi di gradi.
Attualmente acceleratori di elettroni, protoni e neutroni trovano amplissime applicazioni in molteplici campi della scienza, tecnica, medicina e per studi ambientali ed artistici.