Corrente do feixe

Achegándonos ao LHC

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. 

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

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 |

···