Achegándonos ao LHC
O Electronvoltio, unidade de enerxía co símbolo eV, é utilizada para pequenas enerxías.
1 electron-Voltio 1 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 350·106 ~ 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 catedrático de Fïsica e Química no IES de SAR (Santiago - España), e Profesor Asociado no Departamento de Didáctica de Ciencias Experimentais da Facultade de Educación da Universidad de Santiago (España), ata o seu retiro en 2020. É licenciado en Física, licenciado 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 |