Achegándonos ao LHC

INICIO CERN LHC FÍSICA NO LHC DETECTORES MODELO ESTÁNDAR EDUCACIÓN LIGAZÓNS NOVAS E MÁIS GLOSARIO

NOVAS: Siga as novas...

 FORZAS
 


FORZA CENTRÍPETA

 

A forza necesaria para manter a cada protón, viaxando case que a velocidade da luz, na súa órbita no LHC é:

Con v~c :    Fc = mc2/r      Fc = Enerxía/r

Para xerar esa forza hai 1232 dipolos magnéticos situados nos oito arcos que comforman a parte curva do LHC. Cada un ten unha lonxitude de 14,3 m, sendo a lonxitude total implicada:

1232 × 14,3 = 17618 m

Con este dato podemos calcular o chamado "bending radius":

rb =17618/(2π)   ⇒  rb =  2804 m

Entón:

Fc = 7 TeV /2804 m    Fc = 1.12·10-6J /2804 m
Fc = 4·10-10 N

sobre cada protón.


ACCIÓN E REACCIÓN

 

Pero o acelerador sufrirá a mesma forza exercida por cada protón.

Considerando os dous feixes con 2808 paquetes (bunch), e cun número de protóns por paquete de 1,15·1011, teremos unha forza total exercida sobre o acelerador polos protóns:

FT  = 2 ·  1,15·1011 × 4·10-10

FT    260000 N ≈ 26 Tm_Force 

Por tanto, a forza de reacción sobre a parte curva do acelerador é equivalente a unhas 26 Toneladas de forza. Trátase dun valor  repartido ao longo dos 17618 m dos dipolos magnéticos.

E o máis incrible de todo isto, é que toda esa forza é creada pola reacción de 6·1014 protóns cunha masa en repouso de só 1 ng (un nanogramo!).

 Pero unha forza moito maior aparece nos dipolos pola presenza das correntes superconductoras como se explica na Sección Magnetismo II.

Os deseñadores do LHC tiveron que ter moi presente esas forza porque a precisión requerida é extraordinariamente alta.

 


 



© Xabier Cid Vidal & Ramon Cid - rcid@lhc-closer.es  | SANTIAGO | Deseño orixinal de Gabriel Morales Rey