Achegándonos ao LHC

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

NOVAS: Siga as novas...

 MULTIPOLOS MAGNÉTICOS
 


Ademais de curvar axeitadamente a traxectoria dos protóns, é tamén preciso focalizalos. En efecto, dado que os protóns se repelen entre eles o feixe de protóns tende a diverxer e daquela a chocar coas paredes interiores do tubo. A conseguinte deposición de enerxía podería causar a perda das condicións de superconductividade no imán ("quench").

Esta focalización é conseguido con cuadrupolos magnéticos, os cales actúan sobre o feixe de partículas cargadas (protóns neste caso) do mesmo xeito que as lentes o fan sobre a luz (por iso fálase de "óptica magnética").

Así, imaxinemos que as partículas positivas (protóns no LHC) veñen desde a dereita da imaxe.

O primeiro cuadrupolo toma o control sobre a dirección horizontal do feixe contraéndoo nesa dirección, mentres que o segundo cuadrupolo fai o mesmo na dirección vertical.

Os dous cuadrupolos traballando conxuntamente manteñen os protóns estreitamente empaquetados para que o maior número de colisións podan ocorrer.

Os que focalizan no plano horizontal son chamados QF  e os que o fan no vertical son referidos como QD.

Nos arcos a máquina contén alternadamente  cuadrupolos QF e QD, polo que o efecto global é manter o feixe enfocado.

O efecto alternativo de focalización provoca nos protóns unha oscilación arredor do centro do tubo. O número de oscilacións por volta é coñecido como Q ou "tune" (afinación).

Hai un total de 858 cuadrupolos magnéticos.

 


 

Pero hai moitos protóns, e cada un ten unha moi lixeiramente distinta enerxía que o resto, seguindo unha traxectoria específica. Polo tanto, diferentes valores de Q son precisos. Os cambios de Q coa enerxía chámase cromaticidade, e os sextupolos son encargados desta tarefa.


 

Ademáis, outra serie de multipolos axudan na focalización e aseguran as correccións necesarias debidas a outras interaccións como a gravitatoria sobre os protóns, a electromagnéticas entre paquetes, as creadas por nubes de electróns que se asocián desde as paredes dos tubos, etc.

Sextupolo, teñen por funcion correxir a cromaticidade, é dicir corrixe ás particulas con enerxias diferentes á nominal.

Multipolos (na figura octupolo) para correccións non lineais.

See more about the diferents types of magnets in LHC.

  Sextupolo           Octupolo


A figura seguinte mostra o agrupamento multipolar magnético básico (FODO-cell), de 110 m , no LHC.

Os dipolos e cuadrupolos manteñen en órbitas estables aos protóns coa enerxía correcta, mentres que os sextupolos corrixen as traxectorias dos protóns que teñen enerxías lixeiramente diferente á desexada. Os outros multipolos compensan as imperfeccións do campo magnético.


Ademais dos imáns xa citados temos de considerar os chamados "Inner triplets" que son os encargados de modificar a traxectoria paralela dos dous feixes para que se crucen no punto de interacción de cada detector. Baixo a acción deste imán, cada "bunch" é compactado para acadar a maior densidade posible no punto de colisión. Así, pásase dunha sección de 0,2 mm lonxe do detector a 16 micras no momento do cruce (Interaction Points - IP).
- at IP (ATLAS, CMS)    16 μm
- in the triplets         ~1.6 mm
- in the arcs              ~0.2 mm





Inicio ...... 1 - 234 - 5 ...... Final

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