Lähempää tarkastelua LHC:stä – Yksiköt

Yksiköt

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.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.