شتابدهنده ها

[narcissus flower]

در این تاپیک قرار است در مورد شتابدهنده ها و به خصوص LHCو آشکارسازها ی آن صحبت کنیم و نحوه ی عملکرد آنها و کار آنها را بررسی کنیم برای شروع کار به بررسی انواع شتابدهنده ها میپردازیم تا یک پیش زمینه ایجاد شود.....


[/URL]
[url=http://up6.iranblog.com/]http://up6.iranblog.com/files/bdlhc-from-cern1.png (http://up6.iranblog.com/)

[narcissus flower]

شتابدهنده ها معمولابه دو دسته ی خطی linace,و چرخه ای تقسیم میشود
و خود شتابدهنده های چرخه ای هم انواع گوناگونی دارند مانند سیکلوترون
سنکروترون
سنکروسیکلوترون
و.....

ویا از نظر طیف انرِژی

شتابدهنده ها از نظر انرژی به شتابدهنده ی انرژی پایین-متوسط –بالا تقسیم میشوند که به طبع کاربرد خاص خود را دارند.
شتابدهنده ی انرژی پایین برای ایجاد باریکه در گستره ی 10-100Mevبه کار میروند
انرژی متوسط در گستره ی 100-1000MeVو برای برخورد نوکلئونها با هسته ها استفاده میشود و این وسط مزون پی ایجاد میشود و برای مطالعه ی نقش مزون ها در نیروی هسته ای به کار میروند
انرژی بالا هم که مربوط به انرژی های بالای 1000MeVمیشود که به تولید ذرات مختلف و مطالعه ی آنها میپردازد.
سعی میکنم در پست های کوتاه پیش بریم تا حوصله مون سر نره

[solh]

لطفا از ساختار ، طرز كار شتابدهنده ها، والبته تاريخچه آن هم مطلبي را بيان كنيد .

[hermes]

من توی دوره ای که برای کیهان شناسی گذروندم راجع به شتابدهنده ی سینکو سیکلوترون چیزه خاصی نشنیدم اگه میشه راجع به این شتاب دهنده توضیح بدین

[narcissus flower]

اولین شتابدهنده ای میخوام معرفی کنم شتابدهنده های خطی هستند .
این شتابدهنده از لوله یا الکترود هایی تشکیل شده که به صورت متوالی کنار هم قرار گرفته اند.این لوله ها تو خالی هستند و طوری تعبیه شده اند که میدان درون آن صفر هست تا ذره منحرف نشود.
اما نحوه ی عملکرد ان همانگونه که در شکل میبینید هنگامی که ذره مثبت وارد یک لوله میشود بر فرض لوله در پایانه ی منفی است و قتی از لوله بیرون میاد لوله علامتش عوض میشود و لوله بعدی حالا منفی است و این عامل باعث شتاب ذره میشود خود را به لوله ی بعدی میرساندو مابین دو لوله ذره شتاب میگیره بنابراین همون طور که متوجه شدید یکی از عوامل شتاب دادن این شکاف بین لوله هاست



http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/39/Wideroe_linac_de.svg/800px-Wideroe_linac_de.svg.png

[narcissus flower]

اگر توجه بفرمایید میبیند که طول لوله ها یکی پس از دیگری زیاد میشودچرا؟؟؟؟؟
ما ولتاژمتناوب داریم و فرکانس این ولتازژ ثابت است یعنی همون جریان سینوسی که میشناسیم !!بنایراین این ذره ی ما در هر نیم موج از یک لوله عبور میکند پس زمان ثابت هست حالا با چی شتاب دادن رو تسریع کنیم؟؟
اگر فرمولv=x/tرا در نظر بگیریم با توجه به اینکه tثابت است بنابراین برای بالا رفتن سرعت باید طول را افزایش دهیم
بنابراین عامل مهم دیگر در شتاب دادن طول شتابدهنده میباشد.

[narcissus flower]

من توی دوره ای که برای کیهان شناسی گذروندم راجع به شتابدهنده ی سینکو سیکلوترون چیزه خاصی نشنیدم اگه میشه راجع به این شتاب دهنده توضیح بدین

اگر اجازه بفرمایید در چند پست آینده عرض میکنم البته یه نوع از سیکلوترون هست ولی .....

[rosokh2004]

کسی میدونه آخرین ماموریتش چی بوده ؟

[narcissus flower]

گروه دیگری از شتابدهنده ها شتابدهنده های چرخه ای هستند.در این ماشینها ذرات به و سیله ی میدان مغناطیسی حرکت قوسی یا دایره ای دارند.ساختار این ماشین ها تقریبا مثل هم هستنذ البته با چند تفاوت که بعدا میگم .این شتابدهنده ازدو نصف استوانه موسوم به دی ها تشکیل شده اند.از بالا اگر نگاه کنیم شبیه دی هستندو محصور بین دو آهنربای بزرگ..ذرات باردار به ناحیه ی مرکزی بین این دو دی تزریق میشوند اگر یون خود رامثبت فرض کنیم وقتی دی سمت راست منفی است یون سمت آن شتاب میگیرن وقتی که وارد دی شدند تحت میدان نیستند تا اینکه بیرون بیایند حالا دی سمت چپ منفی است و به سمت آن شتاب میگیرن.در این حین ذرات انرژی بیشتری و سرعت بیشتری را کسب میکنندو به نیم دایره ی بزرگتر میروند. تا اینکه به شتاب دلخواه برسند و از این دی ها بیرون بیایند در این حالت وقتی به آخر راه رسیدن به وسیله ی یک میدان الکتریکی منحرف میشوندو به سمت هدف میروند.در این سیستم انرژی نهایی به شعاع دی ها و میدان بستگی داره.البته رابطه زیاد هست ولی شاید از حوصله خارج باشه.
در ضمن سیکلوترون توسط لارنس ولیوینگستون اختراع شد.

http://www.websters-dictionary-online.com/images/wiki/wikipedia/commons/thumb/3/39/Cyclotron_patent.png/300px-Cyclotron_patent.png

[narcissus flower]

برای اینکه این شتابدهنده را بهتر بشناسیم بیاییم فرض کنیم ذره ی ما بخواهد خیلی شتاب بگیرد یکی از اتفاقاتی در این حین رخ میده این هست که هر چه سرعت بالا بره ذره ی ما بیشتر احساس سنگینی میکند بنابراین وقتی میخواهد شتاب بگیره چون سنگین شده افت سرعت پیدا میکنه و در واقع بسامدش میاید پایینو از بسامد سیستم جا میمونه و سر موقع به شکاف نمیرسه تا شتاب مناسب برسد . سیکلوترون فقط در صورتی کارآیی مفیدی داره که انرژی جنبشی ذره در مقایسه با جرم سکون کم باشه و نسبیتی نشه ولی وقتی سرعت بالا رفت از سنکروسیکلوترون استفاده میکنیم حالا این مشکل چه طوری حل میشه؟
در این سیستم ذرات تحت میدان مغناطیسی ثابتی هستند ولی وقتی شعاع مسیر حرکتش زیاد میشود بسامد سیستم کاهش میابد ور واقع شتابدهنده خودش را با ذرات وفق میدهد بنابراین میتوانیم ذرات را تا میزان بالاتری شتاب دهیم

در این شتابدهنده پدیده ای به نام کانونی کردن فاز رخ میدهد حالا این پدیده یعنی چی؟؟
برای اینکه ذره بتواند در این بسامد متغیر شتاب بگیرد باید وقتی به شکاف برسد که فاز با مناسب باشد یعنی برای شتاب دادن ذره مفید باشد.


http://www.britannica.com/bps/media-view/151689/0/0/0

[آرمين كاظمي]

ببخشيد من يك سوالي دارم اما نمي دونم جاش اينجا هست يا نه
اخيرآْ شنيدم كه در اين پروژه سرن ذراتي پيدا شده كه به سرعتي بيش از سرعت نور رسيدند !
اولآ آيا صحت داره يا نه ؟ اگر بله سرعتشون چقدر بيشتر بوده ؟
و بعد اينكه حالا اگر اينطور باشه آيا مباني فيزيك بايد دگرگون بشه ؟؟؟

[mahdad_haghighi]

ببخشيد من يك سوالي دارم اما نمي دونم جاش اينجا هست يا نه
اخيرآْ شنيدم كه در اين پروژه سرن ذراتي پيدا شده كه به سرعتي بيش از سرعت نور رسيدند !
اولآ آيا صحت داره يا نه ؟ اگر بله سرعتشون چقدر بيشتر بوده ؟
و بعد اينكه حالا اگر اينطور باشه آيا مباني فيزيك بايد دگرگون بشه ؟؟؟

اول از همه باید بگم که ذرات خاصی پیدا نشده . ذرات نوترینو از قبل هم شناخته شده بود فقط در اندازه گیری های جدید سرعت بالاتری براش بدست اومده .
دوما خبری هم که شنیدید صحت داره ولی هنوز نمیشه هیچ چیز رو با قاطعیت گفت . کنفرانسی در همین باره در سرن برگزار شد ولی متاسفانه اخبارش به بیرون درز نکرد (تا جایی که من می دونم ) فعلا هم قراره چند تا شتاب دهنده این آزمایش رو تکرار کنن .
نقل از خبرگزاری مهر: ذرات نوترینو با سرعت 60 نانوثانیه سریعتر از سرعت 300 هزار کیلومتر بر ثانیه نور فاصله 730 کیلومتری میان سرن تا گرن ساسو را پیموده اند.
فعلا هم نظریه های مختلفی براش وجود داره. دانشمندانی که به جهان موازی اعتقاد دارن می گن از این طریق اتفاق افتاده . و خیلی حرف های دیگه که به نظر خود من باید اول از همه، اندازه گیری ها اثبات شود تا بعد در مورد این موارد صحبت کرد .

[narcissus flower]

باتوجه به استقبال میلیونی از این تاپیک بحث را ادامه میدهیم باشد که مورد قبول واقع افتد
اگر بخواهیم انرژی را در شتابدهنده افزایش بدیم بایداندازه حرکت نسبیتی اش رو بالا ببریم که این مستلزم افزایش میدان مغناطیسی است .که باید شعاع دوران زیاد شود ولی کارسختی هست که در ابعاد بزرگ میدان ایجاد کنیم چون بایدآهنربای برزگی تهیه شود .تا شعاع دوران ذره زیاد شود.بنابراین برای صرفه جویی درهمه موارد آمدند سینکروترون را ساختند .
در همه ی شتابدهنده ها دوتا فرمول وجود داره که روابط درون شتابدهنده را بیان میکند

P=QBr
F=QB/2mᴨ

در این فرمول میخواهیم ضوابط سینکروترون را اعمال کنیم ببینیم چه اتفاقی میافتد
شعاع در این دستگاه ثابت است.بنابراین اگر بخواهیم اندازه حرکت رو زیاد کنیم باید میدان افزایش یابد از ط.فی با افزایش میدان فرکانس نیز بالا میرود.یعنی اینکه ذره ی شتابدار وقتی در دایره ی ثابتی هست وانرژی کسب میکند میدان مغناطیسی وبسامد هردو باهم افزایش میابند.
البته برای شتاب دادن ذره با سینکروترون اول ذرات با دستگاه های دیگر تاحدودی شتاب میگیرند و بعد به مرکز سینروترون تزریق میشوند.ساخار این شتابدهنده نیز مثل مدل های قبلی است به این معنی که این سیستم هم دارای شکاف های شتابدهنده هست ولی خب حرکت در شعاع ثابت میباشد .این شتابدهنده قادر است پروتون را تا انرژی های بالا شتاب دهد که قطعا مطبوع ودلخواه ماست

[narcissus flower]

حالا یک ارزیابی شتابزده میکنیم

سیکلوترون:بسامد ثابت میدان مغناطیسی ثابت شعاع در حال افزایش
سنکروسیکلوترون:بسامد در حال کاهش میدان مغناطیسی ثابت شعاع در حال افزایش
سینکروترون: بسامد درحال افزایش میدان مغناطیسی در حال افزایش شعاع ثابت

[narcissus flower]

دانشگاه شهید بهشتی با همکاری مرکز مطالعات و همکاری های علمی بین المللی وزارت علوم تحقیقات و فناوری (کمیته سزامی ایران)کارگاهی در مورد شتابدهنده ها قرار است برگزار کند که
3تا5آبان ماه 90 هست
و مهلت ثبت نام تا 12 مهر ماه میباشد
اهداف همایش
آشنایی با مبانی فیزیک شتابدهنده ها بخصوص شتابدهنده سینکروترون، اپتیک و دینامیک باریکه و همچنین نرم افزارهای مورد استفاده در این زمینه


برای اطلاعات بیشتر
http://accelerator.sbu.ac.ir
وثبت نام به آدرس زیر مراجعه بفرمایید
http://www.sbu.ac.ir/Default.aspx?tabid=552&ctl=Detail&mid=1612&Id=8132

[narcissus flower]

سلام مجدد
با توجه به اینکه مرکز تحقیقات سرن مثل همیشه یک هیجان جدید در جهان به وجود آورده لازم دونستم کمی در مورد شتابدهنده lhc وآشکارسازهاش صحبت کنیم .
lhcیک رینگ حلقوی به طول 27 kmمیباشد که شامل تعداد زیادی مگنت میباشد
همون طور که همه میدونیم یکی از کارهای شتابدهنده ی lhcاینه که ذرات را زیر اتمی مثل پروتون را شتاب دهد این ذرات به کمک میدان مغناطیسی هدایت میشوند البته با وجود این شرایط که ذرات انرژی بسیار زیادی لازم دارند و باید کسب کنند سیستم باید خنک شود خیلی خنک در حدود -271 درجه سردتر از بیرون!!! بگذریم

این سیستم قرار است لحظات انفجار بزرگ را بررسی کند از انجایی این ذرات سرعت بالایی دارنددر هنگام برخورد ما میتونیم شاهد ذرات جالب و جدیدی باشیم .در واقع این شتابدهنده و امثال آن ما را با جهان جدیدی آشنا میکنند. اما ما نیاز به یک چشم داریم تا از حضور این ذرات باخبر شویم که این وظیفه ی خطیر بر عهده ی آشکار ساز ها میباشد .
انشاالله در پست های بعدی کاربرد آنها راعرض میکنم اما برای اینکه با آسامی شون آشنا بشیم من تیتر وار بیان میکنم
Cms
Atlas
Alice
Lhcb
......

[narcissus flower]

به نظر شما منشا جرم از کجاست ؟
چرا بعضی ذرات جرم ندارند؟
منم نمیدونم!بهترین توضیحی که میشه در این مورد داد اینه که باید ذره ی هیگز رو پیدا کنیم تا مشکل ما حل بشه شاید!اما این ذره بسیار گریز پا هست و در این جاهست که آشکار ساز هایی مثل atlas .cms وارد عمل میشوند
Atlas یکی از آشکارسازهای بزرگ چند منظوره در lhcمیباشد..و در زمینه های مختلف مثل بوزون هیگز –ابعاد اضافی جهان و شناسایی ذرات تشکیل دهنده ماده تاریک فعالیت میکند کلا خیلی فعال هست!!!
ATLASشامل 6 عدد زیر سیستم متفاوت هست که وظیفه هایی مثل شناسایی ذرات و اندازه گیری انرژی آنها را برعهده دارد.
یک ابزار حیاتی که اطلس هست یک سیستم مغناطیسی بزرگ است که گشتاور ذرات را شناسایی میکند
در ATLAS بیش از 2900دانشمند فعالیت میکنند
طول آن 45 متر
ارتفاع 25 متر
جرم 7000تن میباشد.
من قصدم یک آشنایی عمومی با کاراین آشکارساز هاهست اگر علاقه من هستید که بدونید الان درون atlasچه میگذرد به آدرس زیر مراجعه بفرمایید

http://atlas-live.cern.ch/

http://public.web.cern.ch/public/Objects/LHC/ATLAS_3D_0912.png

[Amir_PS]

یه خبر جدید
البته یه کم قدیمی توی روزنامه نوشته بود ایران شتاب دهنده میسازه:blink:

[Mostafa]

یه خبر جدید
البته یه کم قدیمی توی روزنامه نوشته بود ایران شتاب دهنده میسازه:blink:


منبع لطفآ ....

[Amir_PS]

منبع لطفآ ....
روزنامه ایران:burnt:

[پیمان اکبرنیا]

بله صحبتهایی هست که IPM در حال مطالعه برای ساخت یک شتاب دهنده خطی است:

http://hamshahrionline.ir/news-58757.aspx

البته این خبر مال 3 سال پیش هست. الان نمیدونم چی شده مطالعاتش.

[solh]

توی دانشگاه ها ی ایران چقدر شتابدهنده داریم ؟ چه دانشگاه هایی ، چه نوعی رو دارن ؟شتابدهنده ها هم تحریمه ؟

[STAR4U]

میگفتن lhc خراب شده آیا حقیقت داشت؟ اگه داشت حالا درسته یا خراب؟

[roustaie]

ببخشيد من يك سوالي دارم اما نمي دونم جاش اينجا هست يا نه
اخيرآْ شنيدم كه در اين پروژه سرن ذراتي پيدا شده كه به سرعتي بيش از سرعت نور رسيدند !
اولآ آيا صحت داره يا نه ؟ اگر بله سرعتشون چقدر بيشتر بوده ؟
و بعد اينكه حالا اگر اينطور باشه آيا مباني فيزيك بايد دگرگون بشه ؟؟؟

در تائید دوستمون باید بگم این ذرات نوترینو بودن که در یه جایی در سرن تولید شدن ، از مسیری در زیر زمین به سمت آشکارسازی در ایتالیا فرستاده شدن و در اونجا آشکارسازی شدن اما برای اندازه گیری سرعت خیلی ساده مسافت طی شده رو تقسیم بر زمان کردن. البته مسافت رو از روی زمین محاسبه کردن و این درحالیه که مسیر زیر زمینه پس مسافت دقیق طی شده رو هم نمی دونن. اختلاف سرعتی هم که درآوردن معادل حدود 30 سانتیمتر اختلاف مسافت طی شده توسط نور در همین زمانه و این عملا در محدوده ی خطای اندازه گیری مسافت قرار می گیره. پس عملا این آزمایش خطای سیستماتیک داره.
از طرفی نوترینو جرم صفر داره و نمی تونه سرعتش بیشتر از سرعت نور بشه که در اون صورت جرمش باشد موهومی باشه.

[narcissus flower]

این تاپیک خیلی وقتی که داره خاک می خوره ....گفتم دوباره راهش بندازم
حتما همتون میدونید که همون طور که تلسکوپ ها امروزه ابزار دست منجمان هست ,شتابدهنده ها هم یکی از ابزارهای قوی برای کیهان شناس وفیزیک ذراتی هاست..حالا بماند که کاربرد های مهم دیگه ای هم داره...
به عنوان مثال :اینکه در انفجار بزرگ چه اتفاقی افتاد؟؟
بوزون هیگز چیه؟؟و نحوه ی ایجاد ذرات دیگر که در جهان چگونه هست؟؟
این سوالات ما رو برآن میدارد که شتابدهنده داشته باشیم . بهتر دیدم برای ادامه ی تاپیک به معرفی بخشهای مختلف شتابدهنده بپردازم تا بیشتر وبیشتر با این وسیله ی فوق العاده اشنا بشیم :)
برای شروع من قسمت اولیه رو میزارم...بقیه از مقاله ی اصلی بخونید:)



اجزای شتابدهنده ی سینکروترون



تفنگ الکترونی

بخش اول و کلیدي ترین بخش انواع سینکروترون که وظیفه تولید الکترون و یا یون را بعهده دارد، تفنگ الکترونی یا تفنگ یونی نام دارد. تفنگ الکترونی، منبع تولید و شتاب اولیه الکترونها تا چند ده کیلو الکترون ولت است.


الکترو نهایی که حول حلقه ذخیره م یچرخند و نور تولید م یکنند ابتدا بوسیله این تفنگ الکترونی تولید می شوند. در تفنگ الکترونی، هنگامی که به یک کاتد ولتاژ بالا تحت شرایط خلاء حرارت داده م یشود، به الکترو نها، انرژي حرارتی کافی براي تبخیر و کنده شدن از سطح (گسیل حرارتی) داده میشود.


این الکترو نهاي آزاد شده، سپس بوسیله آند متصل به زمین شتاب داده می شوند، و جریانی از الکترون ها با انرژي چند ده کیلو الکترون ولت تولید می شود. روش تولید الکترون در اکثر تفن گها به این صورت است. هنگامی که تکه اي از فلز حرارت داده می شود، الکترو نها از سطح آن فرار میکنند.

الکترو نهاي آزاد شده می توانند در خلاء شتاب داده شوند و یک باریکه الکترونی را بوجود آورند. مجموعه سطح فلز داغ شده و صفحات شتاب دهنده، تفنگ الکترونی را تشکیل می دهند. اگر صفحه فلزي داغ در خلاء قرار داده شود، میتوان با قرار دادن یک الکترود مثبت (آند) در سمت دیگر، الکترو ن ها را از سطح داغ فلز استخراج کرد.

آند بوسیله اتصال یک الکترود به ترمینال مثبت منبع تغذیه ایجاد م ی ش ود. صفحه داغ نیز به ترمینال منفی منبع تغذیه وصل می شود. این صفحه داغ، کاتد نام دارد. بمحض اینکه الکترو ن ها از سطح صفحه داغ بخار می شوند، به سمت آند کشیده می شوند. آنها شتاب می گیرند و به آند برخورد می کنند.

بهرحال، اگر یک سوراخ کوچکی درون آند ایجاد شود، برخی از این الکترون ها از این سوراخ عبور می کنند و باریکه اي از الکترو ن ها که از کاتد آمده اند را تشکیل می دهند. این باریکه، اشعه کاتدي نیز نامیده می شود.

ادامه دارد....:)

منبع (http://www.iransesame.ir/articlesItem.aspx?newsId=12/27/2010%208:51:42%20PM)
این برای شروع هست برای مطالعه ی بقیه ی قسمتها به مقاله میتونید مراجعه بفرمایید به زبان شیوایی نوشته شده
نوشته ی آقای قاسم اله یاری زاده

[narcissus flower]

سلام دوستای عزیزم
اگه خدا بخواد میخوام یه سری اطلاعات جالب در مورد lhc رو اینجا قرار بدم تا ببینید چه موجود جالبی هست
اول یک توضیح :ما میخوایم یک سری ذرات مثلا پروتون رو به سرعت بالا برسانیم و به هم برخورد بدهیم تا هم ذرات بنیادی رو اشکارسازی کنیم و هم بیگ بنگ رو شبیه سازی کنیم و کلا مزرهای علم رو جلو ببریم...سعی میکنم کوتاه و خلاصه باشه


خب قراره ما در این شتاب دهنده به پروتون ها انرژی 7Tevبدهیم

فکر کنم شرایط نسبیتی باید باشه و اگر اینجوری باشه شکل فرمول ها عوض میشه .باید بلد باشید دیگه ...نه!!!

http://up.avastarco.com/images/hzsd9a2pw5noaw6b6x6u.png


گاما شده 7460 خیلی زیاده و به ما میگه که باید نسبیتی نگاه کنیم...
خب ببینیم ذره دقیقا چه سرعتی رو دریافت میکنه...


http://up.avastarco.com/images/cikc73rxzdsqm3prexro.png

پس سرعتش نزدیکای نوره.
حالا این وسط جرم وانرژی سکون پروتون اینقدره...

http://up.avastarco.com/images/diik960yh572c0vtv5.png



اینو گفتم چون شاید اگر تو مقالات و نوشته ها نگاه کنید بعضا دیگه خبری از kg وواحد های اشنای جرم نبینید . حقیقت این هست که در انرژی های بالا و فیزیک ذرات این واحد ها خیلی مناسب نیست و ما از معادل انرژی شان استفاده میکنیم . گفتم که تعجب نکنید
تازه برای تکانه هم این کار رو میکنیم ...در واقع بیانش هم راحتتره .

http://up.avastarco.com/images/pm6ske4ey37t3fewyua7.png


(چون فرمول ها رو تو تاپیک های دیگه گفتیم الان فقط ازشون استفاده میکنیم)
اعداد بزرگ هستند نه؟؟

همه ی اینا به کنار .
بزارید ببینیم میدان مغناطیسی در این غول بزرگ چه قدره !!!
شعاع 2804متر هست.و ما چون یک داریم در یک مسیر دایره ی حرکت میکنیم و ذره ی باردار داره در این دایره میچرخه داریم:



http://up.avastarco.com/images/7awy6djwytltt78y6sau.png

بماند که چه جوری این میدان رو ساخته اند .عمری بود عرض میکنم
این میدان به نظر شوما چند برابره میدان زمینه؟؟؟
.
.
.
.
.
.

100000برابر میدان زمین ....:eek:

-----------------
قصدم براین هست که اعدادی که ملت میگن و ما تعجب میکنیم , ببینیم از کجا سرو کله شون پیدا شده:دی

[narcissus flower]

یه سوال ,فکر میکنید در LHC اگر برخوردی بین خوشه های پروتون ها رخ بده, در هر ثانیه چند تا برخورد رخ میده؟؟؟حدودا؟؟

اول دو تا نکته رو بگم .LHC همون طور که از اسمش پیداست شتابدهنده ی برخوردی هست .یعنی قراره یه مشت ذره , حالا با هر هدفی به هم برخورد بکنند...

دوم اینکه ذرات , همین جوری پخش وپلا نیستند بلکه دسته دسته هستند.

در شتابدهنده ها یک پارامتر مهمی به نام درخشندگی وجود داره که میزان برخوردی که در هر ثانیه در سانتی متر مربع رو بیان میکنه.

http://up.avastarco.com/images/tfmuo2t17fd6echev0b.png

یعنی بزرگتر بودن این پارامتر , بیشتر بودن تعداد برخوردها رو به ما میده.

خب حالا این پارامتر رو اینگونه میتونیم محاسبه کنیم:

N^2 تعداد پروتون در هر خوشه هست.چرا به توان دو؟به خاطر اینکه اگر فرض کنیم تعداد پروتون ها در دو خوشه ی برخوردی با هم برابر باشه, هر پروتون در یک خوشه ممکنه با هر پروتون در خوشه ی روبه روش برخورد داشته باشه.
t فاصله ی زمانی بین خوشه هاست.چون در هر بیم , یک تعداد خوشه داریم که این خوشه ها از هم یک فاصله ای دارند .حالا ما اینو برحسب فاصله ی زمانی بین خوشه ها بیان میکنیم.

Seff: این سطح موثر در هر برخورد هست.که خود این به سطح مقطع (همون سیگما) بستگی داره .که سیگما احتمال برهم کنش رو به ما میگه.

فکر میکنید چند میشه؟؟

اگر اعداد رو جای گذاری کنیم:

.
.
.
.

http://up.avastarco.com/images/zawt2xaua2jnyp62hptg.png

ده به توان 34 برخورد در هر ثانیه در هر سانتی متر مربع...:39:

[narcissus flower]

در شتابدهنده ای به بزرگی lhcما در مورد چه میزان انرژی حرف میزنیم؟
در اینجا عددی معادل 7Tevانرژی وجود داره که اگر بخواهیم تبدیل به ژول بکنیم میشه:

http://up.avastarco.com/images/gv47yqnit7qeb6om78n3.png


شاید بگید که این حالا خیلی هم نیست..
مثلا انرژی یک پشه 60میلی گرمی که با سرعت 20m/sداره پرواز میکنه میشه همین حدودا
http://up.avastarco.com/images/ggh6oofi6ksi3zonwsru.png

واین همون قدر هست که یک پروتون در lhcدریافت میکنه .
اما میدونید چه تفاوتی داره؟

تو شتابدهنده هر ذره 7tev(ترا الکترون ولت)میگیره .اما در پشه این میزان مجموع انرژی برای 36 هزار تریلیون ذره هست...
حالا بیاییم ببینم اگر یک خوشه پروتون (در شتابدهنده ذرات گروه گروه میشوند که شامل مجموعه ای از پروتون ها میشه که بهش اصطلاحا خوشه میگویند) بهمون بخوره چه قدر انرژی بهمون اصابت میکنه.

http://up.avastarco.com/images/6n73nbetcpteu6fdv48q.png

این برای یک خوشه هست.
از طرفی این معادل یک موتور سیکلتی هست که 150 kgجرم داره و با سرعت 150km/hحرکت میکنه یعنی:
http://up.avastarco.com/images/shvo8ifdi0kks7xa3t9.png

پس اگر یک خوشه پروتون بهمون بخوره , انگاری این موتوره با سرعته 150 تا بهمون بزنه .ببینید چه بلایی سرمون میاد .حالا فقط یک خوشه هم که نیست کلی خوشه هستند....

http://up.avastarco.com/images/tgqo7r5rqm4vl4c42w0.png

اینم همون موتوره هست:دی