Pour regarder de plus près le LHC
L’électron-volt, unité d’énergie notée eV, est utilisée pour les petites énergies.
| 1 électron-volt
1 eV est défini comme la quantité d’énergie équivalente à celle gagnée par un seul électron (ou proton) non lié lorsqu’il est accéléré par une différence de potentiel électrostatique d’un volt, dans le vide Donc, une batterie de 1,5 V fournit à chaque électron une énergie de 1,5 eV. Ou le tube cathodique d’un téléviseur fournit ~ 20 keV. 1 eV = 1.602-10-19 Joule 1 MeV = 106 eV 1 GeV = 109 eV 1 TeV = 1012 eV |
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Energies au CERN …..
Linac 50 MeV (Linac4 160 MeV)
PSB 1.4 GeV
PS 25 GeV
SPS 450 GeV
LHC 7 TeV |
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Donc, chaque proton atteint une énergie de 7 TeV en se déplaçant dans l’accélérateur LHC.
Il faudrait 350 millions de téléviseurs « connectés » (~20 keV) pour atteindre cette énergie.
En prenant une section d’accélérateur de 12 cm dans le TRC, nous avons un accélérateur complexe très spécial :
0,12 x 350-106 ~ 40-106 m (40000 km !).
« Notre accélérateur » devrait être placé sur la ligne de l’équateur.
Alors, le complexe d’accélérateur du CERN est-il si grand ?
On peut aussi considérer une batterie commune de 1,5 V.
ELHC / EBattery = 4,7×1012.
En prenant sa taille de 5 cm:
4,7×1012×0,05 ~ 2,3-1011 m (230 millions de km !).
La distance moyenne entre le Soleil et la Terre est de 149 millions de kilomètres.
Nous pouvons calculer l’orbite nécessaire pour couvrir cette longueur :
2,3-1011 /2π
rayon orbital =3,7-1010 m
Donc, environ 100 fois le rayon orbital de la Lune.
Définitivement, le LHC n’est pas trop grand ! !!!!
Unité de masse
De l’équivalence entre masse et énergie, l’unité utilisée est le eV/c2 et leurs multiples MeV/c2 ou GeV/c2 .
(1 unité de masse atomique – 1 u = 0,9315 GeV/c2)
Par exemple :
masse de l’électron= 0,5110 MeV/c2
masse du proton= 0,9383 GeV/c2
masse du neutron= 0,9396 GeV/c2
Mais pour faire court, en utilisant les unités dites « naturelles » (c = 1), on ne s’écrit que eV ( ou MeV ou GeV), donnant à coup sûr à qui lit sait comment fonctionne l’équivalence.