Unidades

Achegándonos ao LHC

Electronvoltio, unidade de enerxía co símbolo eV, é utilizada para pequenas enerxías.

1 electron-Voltio

eV defínese como a cantidade de enerxía equivalente á que gaña un electrón libre (ou un protón) cando é acelerado mediante unha diferencia de potencial dun voltio no baleiro.

Así, unha pila de 1,5 V proporcionaría a cada electrón (ou protón) unha enerxía de 1.5 eV. Ou un TRC dun televisor proporciona aos electróns unha enerxía de ~ 20 keV.

 

1 eV = 1.602·10-19 Joule

1 MeV = 106 eV

1 GeV = 109 eV

1 TeV = 1012 eV

 

 

Enerxías no CERN .....

 

(Linac2   50 MeV)

Linac4  160 MeV

 

PSB    1.4  GeV

 

PS      25  GeV

 

SPS   450 GeV

 

LHC   7 TeV

(máximo valor de deseño)

 

 

Por tanto, cada protón acada unha enerxía final máxima de 7 TeV no LHC (máximo valor de deseño).

Tomando en consideración a voltaxe aplicada non aparato de televisión (~ 20 keV), farían falla 350 millóns de TV "conectados en serie" para conseguir esa enerxía.

Cun tamaño medio duns 12 cm no tramo acelerador dun TRC, estamos a falar dunha lonxitude de:

0,12 x 350·10 ~ 40·106 m (40000 km !).

Polo tanto este "acelerador circular" daría a volta a Terra pola liña do ecuador.

Daquela o complexo de aceleradores do CERN non é tan grande, non si?


 

Aínda podemos levar a comparación máis lonxe. Tomemos como alimentador de voltaxe unha pila ou batería común de 1,5 V.

ELHC / EPila = 4.7×1012.

Así que estamos falando de case 5 billóns de baterías ou pilas. Cun tamaño de cada pila duns 5 cm, a lonxitude total desa particular montaxe sería:

4.7×1012×0,05   2,3·1011 m (230 millóns de km!).

Ese acelerador sería moito máis largo que a distancia entre o Sol e a Terra (150 millóns de km). En forma circular describiría un círculo arredor da Terra cun radio 100 veces maior que o da órbita da Lúa.

Só con estas dúas comparacións que vimos de facer xa nos podemos facer unha idea do esforzo tecnolóxico que hai detrás deste enorme dispositivo que constitúe o maior experimento da Historia.


 

Unidades de Masa

Desde a equivalencia entre masa e enerxía a unidade utilizada é eV/c2 e os seu múltiplos MeV/c2 ou GeV/c2 .

(1 unidade de masa atómica - 1 u = 0,9315 GeV/c2)

Por exemplo:

masa do electrón = 0,5110 MeV/c2

masa do protón = 0,9383 GeV/c2

masa do neutrón = 0,9396 GeV/c2

Habitualmente úsanse as chamadas "unidades naturais" (c=1), escribindos eV (MeV ou GeV) soamente, dando por sentado que que quen le esa unidade sabe cal é realmente a equivalencia.

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", "Ramon y Cajal" (Spanish Postdoctoral Senior Grants), e Profesor Contratado Doutor.  Desde 2023 é Profesor Titular de Universidade nese Departamento (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, licenciado en Química, e Doutor pola Universidad de Santiago (USC).(ORCID).


CERN


CERN WEBSITE

CERN Directory

CERN Experimental Program

Theoretical physics (TH)

CERN Experimental 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

Detector FASER

Detector SND@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 |

···