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 taménproporcionan 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 1.9 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 = T_partícula/T_RF   ou   Número Harmónico = T_partícula·f_RF

T_partícula= LHC_lonxitude/c    ⇒  T_partícula= 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...