Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom heeft grote Hadron Collider helium nodig?

De grote Hadron Collider (LHC) heeft helium nodig om verschillende cruciale redenen:

1. Supergeleiding:

* De magneten van de LHC zijn gemaakt van supergeleidende materialen, wat betekent dat ze hun weerstand tegen elektriciteit verliezen wanneer ze worden gekoeld tot extreem lage temperaturen.

* helium wordt gebruikt om deze magneten te koelen tot -271,3 ° C (1,9 kelvin) , Slechts een paar graden boven absolute nul.

* Bij deze temperatuur worden de magneten supergeleidend, waardoor enorme stromen erdoorheen kunnen stromen zonder energie als warmte te verliezen. Deze stromen genereren de krachtige magnetische velden die nodig zijn om de protonstralen in de LHC te buigen en te leiden.

2. Supergeleiding handhaven:

* Zodra de magneten zijn afgekoeld, moeten ze continu op die temperatuur worden gehouden om hun supergeleidende toestand te behouden.

* helium werkt als een cryogeen, die constant door de magneten circuleert om elke hitte te verwijderen die ervoor kunnen zorgen dat ze opwarmen en hun supergeleiding verliezen.

3. Druk en vacuüm:

* De LHC werkt in een bijna perfecte vacuüm, wat helpt om botsingen tussen de protonen en luchtmoleculen te voorkomen. Dit is cruciaal voor het handhaven van de integriteit van de bundel en ervoor te zorgen dat de botsingen alleen op specifieke punten binnen de Collider plaatsvinden.

* helium wordt ook gebruikt om het vacuüm onder druk te zetten en te behouden binnen de balkpijpen van de LHC.

4. Andere toepassingen:

* Helium wordt gebruikt in verschillende andere toepassingen binnen de LHC, waaronder:

* Kalibrerende detectoren: Helium wordt gebruikt om de detectoren te testen en te kalibreren die worden gebruikt om de resultaten van de protonbotsingen vast te leggen.

* Andere componenten koelen: Helium wordt gebruikt om andere gevoelige componenten in de LHC te koelen, zoals de supergeleidende radiofrequentieholten die de protonen versnellen.

Samenvattend is helium essentieel voor de werking van de LHC omdat het de magneten in staat stelt om supergeleiding te bereiken, hun supergeleidende toestand onderhoudt, helpt het vacuüm in de bundelpijpen te creëren en te onderhouden en andere belangrijke doeleinden te dienen.