¿Podría el Gran Colisionador de Hadrones acelerar un kilogramo de protones a la vez?

El LHC no puede acelerar 1 kg de partículas a la vez, y tampoco los experimentos podrían hacer frente a un número tan grande de colisiones. Ya he respondido parcialmente aquí: ¿ Cuántas partículas puede acelerar un acelerador de partículas a la vez? , sin más detalles (solo para permitirle buscarlos en Google), los efectos limitantes en el LHC son (en orden de importancia): nube de electrones, haz-haz, impedancias-wakefields, carga espacial. pero me gustaría centrarme en tu última pregunta:

¿Qué puede evitar que alguien arroje accidentalmente demasiadas partículas en un acelerador y destruya la instalación con su energía cinética y su enorme empuje?

Esto requiere entender cómo las partículas son "descargadas" (o mejor: inyectadas) en un acelerador. Siempre necesita comenzar con una fuente o arma. En el caso de los protones, es una botella de gas hidrógeno (de alta pureza), que se extrae e ioniza, por ejemplo, mediante una descarga eléctrica. A medida que los electrones se van, quedan protones que pueden comenzar a ganar energía, por ejemplo, mediante un voltaje de CC (un capacitor). Si bien los protones tienen baja energía, son muy susceptibles a las perturbaciones externas, incluidas las que provienen de los protones cercanos. Por lo tanto, si por alguna razón la producción de protones aumenta considerablemente en la fuente, comenzará a ver comportamientos extraños justo después de la fuente, donde la baja energía hace que el haz sea mucho menos destructivo.

Antes de ser inyectados en el LHC los protones tienen que alcanzar los 450 GeV, pasando por una cadena aceleradora (ver Colisionadores de partículas: por qué necesitan una cadena aceleradora ) lo que significa que el haz es preparado y transferido entre muchos aceleradores intermedios donde hay bastante tiempo para monitorearlo y eventualmente abortar la inyección si no se cumplen los parámetros requeridos.