Achegándonos ao LHC

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

NOVAS: Siga as novas...

 CAVIDADES DE RF
 

Cavidades RF

A principal función das cavidades RF (Radiofrecuencia) do LHC é manter os 2808 "bunches" de protóns estreitamente empaquetados para asegurar unha alta luminosidade nos puntos de interacción e por tanto maximizar o número de colisións. As cavidades tamén proporcionan enerxía de radiofrequencia (RF) ao feixe durante a aceleración cara o máximo de enerxía, repoñendo ademáis a énerxía perdida por radiación sincrotrón.

O LHC usa oito cavidades por feixe, proporcionando cada unha 2 MV (un campo acelerador de 5 MV/m) a 400 MHz. As cavidades operan a 4.5 K (os dipolos do LHC usan helio superfluido a 1.8 K).


No LHC as cavidades están agrupados en catros criomódulos, con dos criómodulos por feixe, e instaladas nunha sección recta da máquina na que a distancia entre os feixes increméntase da nominal de 195 mm á de 420 mm.

Cada protón no seu paso polas cavidades RF é afectado por:

2 x 8 MV = 16 MV

Entón, o protón recibe unha enerxía extra de:  16 MeV

Como cada protón realiza 11245 voltas por segundo a enerxía total recibida por segundo é:

(16 MeV/volta) x (11245 volta/s)= 1.8·105 MeV/s  ou  0.18 TeV/s    (1)

Desde o SPS cada protón entra no LHC con 0.45 TeV , polo que a enerxía que as cavidades deben proporcionar é:

7 - 0.45 = 6.55 TeV

A partir de (1) podemos calcular o tempo requerido para alcanzar a máxima enerxía:  

6.55 / 0,18 = 36,4 s

O resultado correcto é de arredor de 20 minutes. A razón desta diferencia é debida, en parte, a que os protóns non son afectados de forma total  pola voltaxe en cada paso.  Por iso é preciso un maior tempo. Ademais, o importante non é reducir ese tempo senón que as cavidades cumpran o seu outro obxectivo, manter os paquetes de protóns o mais compacto posible para conseguir o maior número de colisións nos cruces dentro dos detectores.


Definimos o Número Harmónico como a relación entre o periodo de revolución da partícula e o periodo dos cambios da voltaxe na cavidade.

Número Harmónico = Tpartícula/TRF   ou   Número Harmónico = Tpartícula·fRF

Tpartícula= LHClonxitude/c      Tpartícula= 26,659/300000 = 8,9·10-5 s

 Número Harmónico = (8,9·10-5)·(400·106)

Número Harmónico 35600


Para unha máis completa discusión  preme aquí...


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

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