L H C
LHC é o máis potente dos aceleradores de partículas do mundo e está ubicado no CERN sobre a fronteira franco-suiza.
Utiliza parte da estructura do xa clasurado acelerador LEP, cunha circunferencia de 27 km e situado a 100 m baixo terra.
L A R G E (Gran):
O tamaño dun acelerador está relacionado coa máxima enerxía obtenible. No caso dun colisionador circular esa enerxía é función do radio da máquina e da intensidade do campo magnético dipolar que "dirixe" as partículas nas súas órbitas. O LHC utiliza algúns dos máis potentes dipolos magnéticos e cavidades de radiofrecuencia que existen. As dimensións do tunel, imáns, cavidades e outros elementos importantes da máquina, representan os principais condiciona-mentos que determinan o deseño do acelerador para lograr unha enerxía de 7 TeV por proton.
H A D R O N:
No LHC aceléranse dous feixes de partículas do mesmo tipo, sexan protóns ou ións de Pb, que pertencen á familia dos hadróns.
Un hadrón, é unha partícula composta de quarks e que "sinte" a interacción forte. Exemplos de hadróns son os protóns e os neutróns.
C O L L I D E R (Colisionador):
Nos tubos polos que os feixes viaxan precísase un alto baleiro. A presión no interior é do orde dunha mil millonésima de atmosfera.
Os protóns van "empaquetados" en grupos de 7,48 cm de lonxitude e cunha SECCIÓN de 1 mm2 cando están lonxe das zonas de interacción, e de 16 x16 μm nas zonas de interacción (detectores).
26659 / 7,5 ~ 3550 bunches.
Sen embargo , para poder insertar novos "paquetes", cando son extraídos outros que xa non son operativos, é necesario dispoñer de espazo suficiente.O número efectivo de "bunches" é de 2808.
Por tanto a ratio de "bunches con protóns" é: f = (2808/3550) ~ 0,8
Cada "bunch" contén 1,15·1011 protóns (1 cm3 de H2 en condicións normais ~1019 protóns).
Como xa se comentou, cada paquete é "colimado" -comprimido- ata unha dimensión de sección de 16 x16 μm cando chegan aos puntos de interacción (Interaction Point - IP) onde teñen lugar as colisións.O "volume ocupado" por cada protón no punto de interacción é: (74800 x16 x16) / (1,15·1011) ~ 10-4 μm3
Iso é aínda moito maior que o volume que ocupa un átomo!, por tanto unha colisión é algo moi raro.
A probabilidade de que un protón dun paquete (bunch) golpee a outro protón dun paquete que ven en sentido contrario pódese obter aproximadamente a partir do cociente entre o tamaño do protón (d2 con d~1 fm) e o tamaño da sección do bunch (σ2, con σ=16 micras) em e punto de interacción.
Entón: Probabilidade ≈ (d2)/(σ2) ⇒ Probabilidade ≈ 4·10-21Pero con 1,15·1011 protóns/bunch prodúcense un bo número de interaccións.
Así, o número de interaccións será: Probabilidade x N2 (con N = número de protóns por bunch)
Polo tanto , (4·10-21) x ( 1,15·1011)2 ⇒ ~ 50 interaccións cada cruce
Pero só unha fracción desas interaccións (~50%) son choques inelásticos que dan lugar á creación de novas partículas a ángulos suficientemente elevados respecto do eixe do feixe.
Polo tanto , haberá arredor dunhas 20 colisións "efectivas" cada cruce.
Como hai uns 11245 cruces por segundo, teremos:
11245 x 2808 = 31,6 millóns de cruces , que é o chamado "average crossing rate "
(31,6·106cruces/s) x (20 colisións/cruce) ⇒ 600 millóns colisión/s
Se considerasemos os 3550 bunches teóricos: 11245 x 3550 = 40 millóns de cruces ⇒ 40 MHz
