Q12

El LHC (Large Hadron Collider) és un accelerador de protons que està allotjat en un túnel de 27 km de circumferència entre les fronteres de França i Suïssa. En el mateix túnel abans havia estat LEP (Large Electron-Positron Collider), un accelerador d'electrons i positrons. La velocitat amb què es movien les partícules al LEP i la velocitat amb què els protons al LHC són semblants. Recordeu que me < mp, qe = -qp.

a) Raoneu en quin dels dos casos calen imants més potents.

Si tenim que:

r igual fracció numerador m per v entre denominador q per B fi fracció espai

per al mateix radi de gir, desviar una partícula de massa major (el protó) demana un camp proporcionalment major.

És a dir:

S i espai obre claus taula fila cel·la v subíndex p igual v subíndex e espai espai fi cel·la fila cel·la obre barra vertical q subíndex p tanca barra vertical igual espai obre barra vertical q subíndex e tanca barra vertical fi cel·la fila cel·la m subíndex p major que m subíndex e fi cel·la fi taula tanca claus espai l l a v o r s espai B subíndex p major que B subíndex e


b) Si les partícules giren en el sentit de les agulles del rellotge (mirant l'anell des de sobre), indiqueu en cada cas quina direcció i sentit ha de tenir el camp magnètic.

Cal que la força apunti cap al centre de l'anell. En el cas dels protons caldrà que el camp estigui dirigit cap amunt, en el cas dels electrons ha d'estar dirigit cap avall.

La força magnètica que actua sobre una partícula de càrrega q és

F amb fletxa dreta a sobre igual q per parèntesi esquerre v amb fletxa dreta a sobre multiplicació en creu B amb fletxa dreta a sobre parèntesi dret

En el cas dels protons tenim:



i en el cas dels electrons: