Dando uno sguardo più da vicino a LHC
Electronvolt, unità per l’energia indicata con eV, è usata per piccole energie.
| 1 elettrone-Volt
1 eV è definito come la quantità di energia equivalente a quella guadagnata da un singolo elettrone non legato (o protone) quando viene accelerato attraverso una differenza di potenziale elettrostatico di un volt, nel vuoto Così, una batteria da 1,5 V fornisce ad ogni elettrone un’energia di 1,5 eV. Oppure il CRT di un televisore fornisce ~ 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 at CERN …..
Linac 50 MeV (Linac4 160 MeV)
PSB 1.4 GeV
PS 25 GeV
SPS 450 GeV
LHC 7 TeV |
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Quindi, ogni protone raggiunge 7 TeV di energia mentre si muove nell’acceleratore LHC.
Sarebbero necessari 350 milioni di televisori “collegati” (~20 keV) per raggiungere quell’energia.
Prendendo una sezione di acceleratore di 12 cm nel TRC, abbiamo un acceleratore complesso molto speciale:
0,12 x 350-106 ~ 40-106 m (40000 km!).
“Il nostro acceleratore” dovrebbe essere posto sulla linea dell’Equatore.
Quindi, il complesso acceleratore del CERN è così grande?
Possiamo anche considerare una comune batteria da 1,5 V.
ELHC / EBatteria = 4,7×1012.
Prendendo la sua dimensione di 5 cm:
4,7×1012×0,05 ~ 2,3-1011 m (230 milioni di km!).
La distanza media tra il Sole e la Terra è 149 milioni di chilometri.
Possiamo calcolare l’orbita necessaria per coprire quella lunghezza:
2.3-1011 /2π
raggio orbitale =3.7-1010 m
Così, circa 100 volte il raggio orbitale della Luna.
Senza dubbio, LHC non è troppo grande!
Unità di massa
Dall’equivalenza tra massa ed energia l’unità utilizzata è eV/c2 e i loro multipli MeV/c2 o GeV/c2 .
(1 unità di massa atomica – 1 u = 0,9315 GeV/c2)
Per esempio:
massa dell’elettrone= 0,5110 MeV/c2
massa del protone= 0,9383 GeV/c2
massa del neutrone= 0,9396 GeV/c2
Ma per brevità, usando le cosiddette “unità naturali” (c = 1), si scrive solo eV (o MeV o GeV), dando per certo che chi legge sa come funziona l’equivalenza.