Largue Hadron Collider



LHC

1232 dipolos magnéticos (de 14,3 m de longitud y unas 35 toneladas) colocados a lo largo del túnel proporcionarán a los protones, que viajan por el interior de tubos de vacío, la fuerza centrípeta necesaria para mantenerlos en la trayectoria curva del acelerador a su paso por los ocho arcos del LHC.

La misión del campo magnético es curvar la trayectoria de los protones. Esto ocurre gracias a que la fuerza magnética (Fuerza de Lorentz) es siempre perpendicular a la velocidad de los protones.

Ambos vectores B actuando en sentidos contrarios sobre protones que viajan en sentidos contrarios generan una fuerza con el mismo sentido sobre todos los protones. Ese sentido está siempre dirigido hacia el centro del acelerador, siendo, como ya se ha dicho, la fuerza centrípeta que mantiene a todos los protones en la trayectoria correcta.

Animación LHC teknociencia.es

De los cálculos previos para la fuerza centrípeta podemos ahora obtener el valor necesario para B.
B ~ 8.33 T
(100000 veces el campo magnético terrestre)
Si el LHC llevase dipolos magnéticos tradicionales (no superconductores), serían necesarios 120 km de longitud para alcanzar la misma energía y el consumo eléctrico sería enorme.

Para alcanzar los 8.33 T, necesitamos 160 cables superconductores (80 en cada lado). Los ochenta cables, están situados en capas dobles alrededor de cada tubo, circulando la corriente en ellos en sentidos contrarios a cada lado del tubo.

Como cada dipolo cubre una distancia de unos 15 m podemos calcular a longitud total superconductora en los 1232 dipolos (2 tubos por dipolo):
L = 2 x 1232 x 160 x 36 x 6500 x 15 ? L = 1,38•1012 m
Esta cantidad supone más de 9 veces la distancia Sol-Terra (1,5•1011m).

Sabemos que entre conductores paralelos aparecen fuerzas atractivas o repulsivas según sean los sentidos de las corrientes eléctricas que circulan por ellos. Como en este caso las corrientes sobre cada tubo van en sentido contrario, aparecerán fuerzas repulsivas entre las dos capas conductoras que rodean a ese tubo.

Source Largue Hadron Collider

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