Achegándonos ao LHC
FORZA CENTRÍPETA
|
A forza necesaria para manter a cada protón, viaxando case que a velocidade da luz, na súa órbita no LHC é: Con v~c : Fc = mc2/r ⇒ Fc = Enerxía/r Para xerar esa forza hai 1232 dipolos magnéticos situados nos oito arcos que comforman a parte curva do LHC. Cada un ten unha lonxitude de 14,3 m, sendo a lonxitude total implicada: 1232 × 14,3 = 17618 m Con este dato podemos calcular o chamado "bending radius": rb =17618/(2π) ⇒ rb = 2804 m |
 |
Entón:
sobre cada protón.
Unha expresión simple para calcular o "bending radius" é:
Onde E es la enerxía de cada protón en TeV e B é o valor do campo magnético dos dipolos en Teslas.
(ver a súa deducción aquí)
ACCIÓN E REACCIÓN
Pero o acelerador sufrirá a mesma forza exercida por cada protón.
Considerando os dous feixes con 2808 paquetes (bunch), e cun número de protóns por paquete de 1,15·1011, teremos unha forza total exercida sobre o acelerador polos protóns:
FT = 2 · 1,15·1011 × 4·10-10
Por tanto, a forza de reacción sobre a parte curva do acelerador é equivalente a unhas 26 Toneladas de forza. Trátase dun valor repartido ao longo dos 17618 m dos dipolos magnéticos.
E o máis incrible de todo isto, é que toda esa forza é creada pola reacción de 6·1014 protóns cunha masa en repouso de só 1 ng (un nanogramo!).
Pero unha forza moito maior aparece nos dipolos pola presenza das correntes superconductoras, como se explica na Sección Dipolos magnéticos actuando en sentido transversal.
Os deseñadores do LHC tiveron que ter moi presente esas forza porque a precisión requerida é extraordinariamente alta.
|
AUTORES Xabier Cid Vidal, Doctor en Física de Partículas (experimental) pola Universidad de Santiago (USC). Research Fellow in experimental Particle Physics no CERN, desde xaneiro de 2013 a decembroe de 2015. Estivo vencellado ao Depto de Física de Partículas da USC como becario "Juan de la Cierva" e "Ramon y Cajal", Spanish Postdoctoral Senior Grants), e actualmente é Profesor Contratado Doutor nese Depto (ORCID). Ramon Cid Manzano, foi profesor de Fïsica y Química no IES de SAR (Santiago - España), e Profesor Asociado nol Departamento de Didáctica de Ciencias Experimentais da Facultade de Educación da Universidad de Santiago (España), ata oseu retiro en 2020. É licenciado en Física e en Química, e Doutor pola Universidad de Santiago (USC).(ORCID). |
CERN CERN Experimental Physics Department CERN and the Environment |
LHC |
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 |
