Lähempää tarkastelua LHC:stä
Elektronivoltti, energian yksikkö, jota merkitään eV:llä, käytetään pienille energioille.
| 1 elektronivoltti
1 eV määritellään energiamääräksi, joka vastaa sitä energiamäärää, jonka yksittäinen sitoutumaton elektroni (tai protoni) saa kiihdytettäessä sitä tyhjiössä yhden voltin suuruisen sähköstaattisen potentiaalieron läpi 1,5 V:n paristo antaa siis kullekin elektronille 1,5 eV:n energian. Tai televisiovastaanottimen kuvaputki tuottaa ~ 20 keV. 1 eV = 1.602-10-19 Joule 1 MeV = 106 eV 1 GeV = 109 eV 1 TeV = 1012 eV |
 |
|
Energiat CERNissä …..
Linac 50 MeV (Linac4 160 MeV)
PSB 1.4 GeV
PS 25 GeV
SPS 450 GeV
LHC 7 TeV |
 |
Kukin protonin liike LHC-kiihdyttimessä saavuttaa 7 TeV:n energian.
Hän tarvitsisi 350 miljoonaa ”kytkettyä” televisiota (~20 keV) saavuttaakseen tuon energian.
Mikäli otetaan 12 cm:n kiihdytinosa TRC:ssä, meillä on hyvin erikoinen monimutkainen kiihdytin:
0.12 x 350-106 ~ 40-106 m (40000 km !).
”Meidän kiihdyttimemme” pitäisi sijoittaa päiväntasaajan viivan kohdalle.
Onko CERNin kiihdytinkompleksi siis niin suuri?
Voidaan ajatella myös tavallista 1,5 V:n akkua.
ELHC / EBatteri = 4,7×1012.
Vastaanottamalla sen 5 cm:n koko:
4,7×1012×0,05 ~ 2,3-1011 m (230 milj. km!).
Keskimääräinen etäisyys Auringon ja Maapallon välissä on 149 milj. kilometriä.
Voidaan laskea tarvittava kiertorata tuon pituuden kattamiseksi:
2,3-1011 /2π
kiertoradan säde =3,7-1010 m
Se on siis noin 100-kertainen de Kuun kiertosäteeseen nähden.
Varmasti LHC:llä ei ole liian suuri !!!
Massan yksikkö
Massan ja energian ekvivalenssista käytetään yksikkönä eV/c2 ja niiden kerrannaisia MeV/c2 tai GeV/c2 .
(1 atomimassayksikkö – 1 u = 0,9315 GeV/c2)
Yksi esim:
elektronin massa= 0,5110 MeV/c2
protonin massa= 0,9383 GeV/c2
neutronin massa= 0,9396 GeV/c2
Mutta lyhykäisyydessään käyttäen ns. luonnollisia yksiköitä (c = 1) wrtitetaan vain eV ( tai MeV tai GeV), mikä antaa varmuuden siitä, että kuka lukee, tietää, miten ekvivalenssi toimii.