¿Cuál es la energía cinética total por segundo de las partículas aceleradas por el LHC?

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Respuestas (1)

Esta respuesta de otra pregunta dice:

Cada grupo de protones que circule por el LHC a plena potencia tendrá unos 120 000 millones de protones de 14 TeV cada uno, es decir 1.6 × 10 24 eV que es alrededor de 250000 julios.

Además, el comentario a continuación dice que puede haber hasta 2808 racimos en el ring en un momento dado. Tenga en cuenta también que la energía por protón debe ser de 7 TeV/protón, no de 14 TeV.

La circunferencia del LHC es de 27 km. Dividiendo por la velocidad de la luz, encuentra que las partículas tardan 90 μs en completar un viaje alrededor del anillo. Combinando esto con los números dados en la respuesta vinculada, podemos responder a sus preguntas:

¿Cuál es la energía cinética total por segundo de las partículas aceleradas por el LHC?

La energía cinética total por segundo (es decir, potencia) que pasa a través de una porción determinada de la línea de luz a plena capacidad es:

2808 * 125000 julios / 90 μs 4 teravatios

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La tasa de protones que pasan por un punto dado es:

2808 * 60 mil millones de protones / 90 μs 10^18 protones/segundo

Sin embargo, esto no es realmente "cuántos protones por segundo puede acelerar el LHC", ya que el LHC opera en ciclos de llenado de protones, aceleración y descarga/colisión.

Tenga en cuenta que el acelerador no disipa tanta energía (la pérdida de energía cinética se produce solo a través de Bremstraulung y la colisión, además de que hay otras ineficiencias en el sistema), pero que la carga debido a un gran acelerador es suficiente para que la compañía eléctrica local en Illinois necesitaba ser informado con anticipación antes de que FNAL encendiera el Tevatron.
Tenga en cuenta que los 4 Teravatios cuentan cada partícula unas 11.000 veces (el número de revoluciones por segundo). No podría explotar este poder: si absorbiera completamente la energía de las partículas (por ejemplo, en el volcado de rayos), la máquina estaría vacía después de una revolución.