¿Por qué se considera que 7 TeV es una gran cantidad de energía?

$7\ \mathrm{TeV}$no es tanta la energía cinética, eso ha sido cubierto por su pregunta y respuestas anteriores.

Sin embargo, en el contexto de un protón , con una masa en reposo de$1.672\times10^{−27}~\mathrm {kg}$(muy, muy poca masa), cuando un solo protón tiene$7\ \mathrm{TeV}$entonces viaja a una velocidad específica:

Para un protón en$7\ \mathrm{TeV}$, esto es$99.9999991\ \%$veces la velocidad de la luz

Fuente

Ahora, tenga en cuenta que esto es para cada protón en dos haces , cada protón tiene$7\ \mathrm{TeV}$, viajando a través de un superconductor enfriado por helio y luego chocando por una suma de$14\ \mathrm{TeV}$en cada colisión protón-protón.

Cada rayo contiene$2\,808$'racimos' de protones, y cada 'racimos' contiene$1.15 \times 10^{11}$protones, por lo que cada haz consta de$362\ \mathrm{MJ}$(megajulios).

Esto da la energía cinética total de$724\ \mathrm{MJ}$solo en los haces: alrededor de 7 veces la energía cinética como aterrizar un avión de 55 toneladas a la velocidad de aterrizaje típica de acuerdo con la página de Wikipedia de Joules Orders of Magnitude , o con eso$59~\mathrm{ m/s}$velocidad de aterrizaje, 218,9 toneladas, aproximadamente un Airbus A330-200 cargado de forma segura ( peso máximo de despegue de 242 toneladas )

Agregue a eso la energía requerida para mantener el anillo lo suficientemente sobreenfriado para que siga siendo superconductor, acelere el rayo en primer lugar, siga acelerándolo para que no pierda velocidad, luz y calor y encienda la instalación.

"En su punto máximo de consumo, normalmente de mayo a mediados de diciembre, el CERN utiliza alrededor de 200 megavatios de potencia, que es aproximadamente un tercio de la cantidad de energía utilizada para alimentar a la cercana ciudad de Ginebra en Suiza. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) funciona durante este período del año, utilizando la energía para acelerar protones a casi la velocidad de la luz. El consumo de energía del CERN cae a unos 80 megavatios durante los meses de invierno".

- Alimentando al CERN

La energía de una bala es de alrededor de 735 julios ( ver detalles de la bala aquí ). Esta es aproximadamente la misma energía que tengo cuando corro a unos 4,6 m/s. ¿Prefieres ser golpeado por mí o por la bala? La bala te mata porque concentra toda la energía en un área de impacto pequeña, mientras que mi área de impacto es bastante más grande (y, lamentablemente, se vuelve aún más grande a medida que envejezco :-).

Tienes toda la razón en que 7 TeV no es mucha energía. De hecho, se trata de un microjulio. Sin embargo, esa energía se concentra en un área de impacto increíblemente pequeña (alrededor de$10^{-18}$metros de ancho en el LHC), por lo que la densidad de energía es fantásticamente alta. Está concentrando un microjulio en un área de impacto tan pequeña que es extraordinariamente dura.

Entonces, considerando que 7 TeV es más o menos la misma energía cinética de un mosquito, ¿por qué se considera que es una gran cantidad de energía en el LHC?

Como dijeron otras personas, no es una gran cantidad de energía. Sin embargo, está concentrado en un espacio muy pequeño. Solo piense en cuánto más grande es un mosquito que una partícula subatómica.