Medida da Corrente do Feixe.
A Corrente do Feixe é a cantidade fundamental do feixe. É o primeiro control da funcionalidade do acelerador e é moi importante á hora de previr perdas no feixe.
Existen varios dispositivos para realizar esta medida, pero no caso do LHC o tipo elexido é do chamados transformadores de corrente (Current Transformers, CT). Están basados no efecto que produce o campo magnético creado polo propio feixe. Este tipo de dispositivos son non destructivos, non teñen dependencia coa enerxía e teñen un máis baixo limiar de detección.
Para o feixe do LHC son usados dous DC current transformers (DCCT) e dous Fast Beam current transformers (FBCT) por ring (entón oito transformadores en total).

DC current transformers (DCCT)
Nunha moi simple aproximación podemos introducir como funcionan este tipo de dispositivos de la siguiente forma:
O feixe crea, como calquera liña de corrente, un campo magnético B arredor del.

O dispositivo Transformador "sinte" este campo magnético.

O toroide guía este campo magnético creándose unha corrente secundaria Isec no cableado secundario situado sobre o toroide.
A idea crucial é que o feixe actúa como circuito primario con Nbeam = 1.
Entón,
Ibeam/Isec= Ntorus/Nbeam ⇒ Ibeam = Ntorus · Isec
Utilizando a Lei de Ohm,
V = R · Isec , entón Isec = V / R
e finalmente,
Ibeam = Ntorus·V / R
Obviamente, as cousas son "lixeiramente" máis complicada. Para máis información prema aquí.
Á máxima enerxía a intensidade de corrente do feixe no LHC é:
Ibeam = 0,58 Amperes
Considerando 11245 laps temos:
0,58/11245 = 5,16·10-5 Culombs/lap
Con qprotón = 1,602·10-19 C
5,16·10-5 / 1,602·10-19 = 3,22·1014 protóns/lap
Dado que hai 2808 bunches por ring, temos finalmente:
3,22·1014/2808 = 1,15·1011 protons / bunch
|