Acercándonos al LHC
Cada paquete de protones viaja a casi la velocidad de la luz (v = 0,999999991·c ) :
v = 0,999999991 x 299792458 ⇒ v = 299792455 m/s
Entonces darán:
299792455 / 26659 = 11245 vueltas/segundo
Durante los 20 minutos que los protones precisan para alcanzar la máxima energía la distancia recorrida es mayor de la necesaria para ir y volver al Sol.
11245 x 20 x 60 x 27 = 3.64·108 km
La Frecuencia del movimiento circular es: f = 11,253 kHz
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Los protones serán acelerados hasta v~c. Mientres viajan, están bajo la acción de una fuerza centrípeta debida a la Fuerza de Lorentz.. Calculemos esa aceleración centrípeta : a ≈ c2/r ⇒ ac ≈ 2.3·1013 m/s2 Es decir, 2·1012 veces a aceleración de la gravedad.
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Ya se indicó en otra página que la distancia entre dos paquetes de protones consecutivos es de: d = 7, 48 m Así que el llamado “time between bunches” -bunch spacing- será
t = distancia / velocidad t = 24,95·10-9 s ⇒ t = 24,95 ns
que esé un muy importante parámetro en un acelerador. |
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Otro interesante ejercicio es el cálculo de cuantas vueltas daría un protón antes de "caer" por causa de la gravedad.
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h = ½g·t2 ⇒ t = (2h/g)1/2 donde h es el radio del tubo (~ 28 mm)
entonces: t = (2·0,028/9,81)1/2 Dividido entre el periodo:
nº de vueltas = 76·10-3/8,9·10-5 n = 850 vueltas |
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Por tanto, se deben no solamente corregir problemas en los paquetes de protones debido a lasinteracciones de naturaleza electromagnética, si no que debemos corregir otros debidos a la presencia de la gravedad.
Los multipolos magnéticos harán este trabajo.
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AUTORES Xabier Cid Vidal, Doctor en Física de Partículas (experimental) por la Universidad de Santiago (USC). Research Fellow in experimental Particle Physics en el CERN, desde enero de 2013 a diciembre de 2015. Estuvo vinculado al Depto de Física de Partículas de la USC como becario "Juan de la Cierva", "Ramon y Cajal" (Spanish Postdoctoral Senior Grants), y Profesor Contratado Doctor. Desde 2023 es Profesor Titular de Universidad en ese Departamento (ORCID). Ramon Cid Manzano, profesor de Fïsica y Química en el IES de SAR (Santiago - España), y Profesor Asociado en el Departamento de Didáctica de Ciencias Experimentales de la Facultad de Educación de la Universidad de Santiago (España), hasta su retiro en 2020. Es licenciado en Física y en Química, y Doctor por la Universidad de Santiago (USC).(ORCID). |
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NOTA IMPORTANTE
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