Movemento simple

Achegándonos ao LHC

Cada paquete de protóns viaxa a case que a velocidade da luz (v = 0,999999991·c ) :

v = 0,999999991 x 299792458     v = 299792455 m/s

Daquela, nun segundo teremos:     

299792455 / 26659 = 11245 voltas/segundo

Durante os 20 minutos que os protóns precisan para acadar a máxima enerxía a distancia percorrida é maior da necesaria para ir e volver ao Sol.

11245 x 20 x 60 x 27 = 3.64·10km

A Frecuencia do movemento circular é:   f = 11,245 kHz

e o Periodo é  T = 1/f  9·10-5 s

Os protóns serán acelarados ata v~c.  Mentres viaxan, están baixo a acción dunha forza centrípeta debida a Forza de Lorentz.

Calculemos esa aceleración centrípeta :

 c2/r     ac  2.3·1013 m/s2

É dicir, 2·1012 veces a aceleración da gravidade.
 

Xa se indicou noutra páxina que a distancia entre dous paquetes consecutivos é de: d = 7, 48 m

Así que o “time between bunches” -bunch spacing-  será

t = distancia / velocidade
t = 7,48 / 3·108

t = 24,95·10-9 s     t = 24,95 ns
que é un moi importante parámetro nun acelerador.
 

Outro interesante exercizo é o cálculo de cantas voltas daría un protón antes de "caer" por mor da gravidade.

 h = ½g·t     t =  (2h/g)1/2

onde   h   é o radio do tubo (~ 28 mm)

logo: t = (2·0,028/9,81)1/2   

t ≈ 76 ms

Dividido entre o periodo:

nº de voltas = 76·10-3/8,9·10-5

n = 850 voltas

 

Polo tanto, débese non só correxir problemas nos paquetes de protóns debido a interaccións electromagnéticassenón que debemos correxir outros debidos a presenza da gravidade.

Os multipolos magnéticos farán este traballo.

AUTORES


Xabier Cid Vidal, Doutor en Física de Partículas (experimental) pola USC. Research Fellow in experimental Particle Physics no CERN, desde xaneiro de 2013 a decembro de 2015. Actualmente está no Depto de Física de Partículas da USC  ("Ramon y Cajal", Spanish Postdoctoral Senior Grants).

Ramon Cid Manzano, profesor de Física e Química no IES de SAR de Santiago de Compostela, e Profesor Asociado no Departamento de Didáctica das Ciencias Experimentais da USC. É licenciado en Física e en Química, e é Doutor pola Universidade de Santiago (USC).

CERN


CERN WEBSITE

CERN Directory

CERN Experimental Program

Theoretical physics (TH)

CERN Physics Department

CERN Scientific Committees

CERN Structure

CERN and the Environment

LHC


LHC

Detector CMS

Detector ATLAS

Detector ALICE

Detector LHCb

Detector TOTEM

Detector LHCf

Detector MoEDAL

 


NOTA IMPORTANTE

Toda a Bibliografía que foi consultada para esta Sección está indicada na Sección de Referencias

 


© Xabier Cid Vidal & Ramon Cid - rcid@lhc-closer.es  | SANTIAGO |

···