EN
  1. Domov
  2. CERN: Ako skrotiť chaos

CERN: Ako skrotiť chaos

V urýchľovačoch sa častice pohybujú rýchlosťami blízkymi rýchlosti svetla vo zväzkoch, ktoré zaberajú relatívne malý objem v priestore. Je prirodzené, že v takomto zväzku častíc bude určitá úroveň chaotického pohybu. Problém je v tom, že pre výskum v oblasti častíc vysokých energií je potrebné tento chaos čo najviac obmedziť.

V špeciálnom vydaní časopisu journal Chaos (AIP Publishing) vedci z CERNu predstavili metódu pomocou, ktorej je možné detegovať a skorigovať chaotický pohyb častí v urýchľovačoch. Takáto metóda je nanajvýš užitočná, keďže poskytuje možnosť postaviť vysokovýkonné urýchľovače za nižšiu cenu.

V urýchľovačoch sa používajú na určovanie smeru zväzku častíc a taktiež na jeho urýchľovanie silné elektrické a magnetické polia. V ideálnom prípade putujú všetky častice v urýchľovači po svojich stabilných dráhach. V realite tomu tak samozrejme nie je a niektoré častice sa začnú pohybovať chaoticky v dôsledku ich interakcií s defektami v magnetickom poli. Takéto častice potom narážajú na supravodivé magnety a zahrievajú ich. Ak sa to deje príliš často je nutné urýchľovanie odstaviť a začať celý proces znovu.

Na riešenie tohto problému fyzik Yannis Papaphilippou, z CERN využil metódu známu z astronómie ako "frequency map analysis". Táto metóda určuje frekvencie pri ktorých objekt osciluje k chaotickému správaniu.

Pomocou tejto metódy vedci namodelovali aké defekty v supravodivých magnetoch urýchľovača LHC v CERNe vedú k chaotickému pohybu urýchľovaných protónov. Vďaka tomu boli vyprodukované magnety s prísnymi konštrukčnými požiadavkami, čo malo za následok celkové zníženie počtu magnetov o polovicu oproti pôvodným predpokladom.

 Zdroj: phys.org, http://scitation.aip.org/content/aip/journal/chaos/24/2/10.1063/1.4884495

Tagy CERN
Komentáre (6)
sdfajfpao
4.7.2014 - 15:15
Nie, na urýchľovanie sa využívajú rádiofrekvenčné komory, kde nie sú až také silné magnetické polia. Silné magnetické polia a supravodivé magnety sú prítomné v LHC preto, aby zväzok zakrivili do potrebnej kruhovej dráhy a fokusovali.
Mučo Mačo
4.7.2014 - 15:34
o kolko skrotia prikon by ma zaujimalo.. takych 120 MW Lhc nie je sranda
sdfajfpao
4.7.2014 - 18:53
A na fokusáciu ste zabudli :P (to nie je určenie smeru zväzku, ale deformácia plochy jeho prierezu) Nie, robím si srandu, je fajn, že ste to opravili. Pri rádiofrekvenčných kavitách, ktoré zväzok urýchľujú chceme hlavne elektrické pole, magnetické pole, ktoré premenlivé elektrické vytvára práve prúd častíc spomaľuje(pretože kvôli "lenzovmu pravidlu" pôsobí proti zmene elektrického poľa, ktorá ho vyvolala, v podstate je to to mínus v maxwellke rot E=-dB/dt). Je treba, aby bolo elektrické pole v kavite silné, kvôli energii, ktorú predá časticiam, tuším tam je 16MV napätia pusteného pri 7TeV, alebo tak nejako, neviem presne, ja na LHC kavitách nerobím, ale tiež je veľmi dôležitá frekvencia toho napätia, ktorá dosahuje až 200MHz. Klasické "modré trubky" sú zvyčajne klasické dipóly, ktoré majú zahýbať trajektóriu. Sú aj najdlhšie, neviem koľko metrov presne(možno tak 14-15), keď chcete vedieť, tak si to bežte pred glób odkrokovať ^^ Alebo si to nájdite na nete, ale ja by som preferoval, keby si to každý odkrokoval, je tu pekne :) Medzi nimi, každý tretí magnet je biely kvadrupól. Tie sú kratšie, alsi tak polovica až 2/3 jedného dipólu a každý kvadrupól pozostáva z dvoch sekcií, ktoré najprv zväzok sfokusujú horizontálne a potom vertikálne. Celkovo sa používajú magnety s 8,5T. Ale sekcie, kde sú rádiofrekvenčné kavity sú priame. Perlička: Kvadrupóly, ktoré sú na LHC boli vyrobené na Slovensku.
AmOK
5.7.2014 - 05:36
Fascinuje ma a pripadam si ako idiot, ked niekto pise o veciach, ktore su pre mna spanielska dedina! Myslene v dobrom, samozrejme. ;)
balu_
5.7.2014 - 08:59
Magneticke pole prud castic nespomaluje, magneticke pole dokaze menit len smer vektora hybnosti, nie jeho velkost. Navyse na osi urychlovacej dutiny mod TM010 nema magneticku zlozku. Len elektricku, paralelnu so smerom pohybu castic. Pracovna frekvencia urychlovacieho systemu v LHC je 400.799MHz a pocas urychlovania sa meni len velmi malo (<5kHz). Dutiny dokazu vytvorit 8x2MV, ale toto napatie nie je primarne funkcia energie, 12MV je treba aj pri injekcii na 450GeV, aj ked sa neurychluje a castice obiehaju na konstantnej energii (koli stabilite zvazku). Dipolove magnety (nainstalovane v modrych kryostatoch) su 15m dlhe. Kvadrupolove magnety su nainstalovane v sedych kryostatoch a ano, fokusuju a defokusuju zvazok. Funguju ale tak ze v jednej rovine zaostria, ale v druhej rovine zaroven rovnako vela rozostria. Preto treba po nejakej vzdialenosti pouzit rovnaky kvadrupol otoceny o 90 stupnov, ktory to da cele naspat do povodneho stavu. Takto sa to opakuje (zaostruje-rozostruje) spolu 384 krat. Perlicka: na Slovensku sa ziadne kvadrupoly nevyrabali. Vyrabali sa len kryostaty na kvadrupoly - ta sediva zelezna trubka. Mame dobrych odbornikov na teoriu supravodivosti, ale ziaden priemysel, ktory taketo veci zvlada.
baluu
5.7.2014 - 09:00
Magneticke pole prud castic nespomaluje, magneticke pole dokaze menit len smer vektora hybnosti, nie jeho velkost. Navyse na osi urychlovacej dutiny mod TM010 nema magneticku zlozku. Len elektricku, paralelnu so smerom pohybu castic. Pracovna frekvencia urychlovacieho systemu v LHC je 400.799MHz a pocas urychlovania sa meni len velmi malo (<5kHz). Dutiny dokazu vytvorit 8x2MV, ale toto napatie nie je primarne funkcia energie, 12MV je treba aj pri injekcii na 450GeV, aj ked sa neurychluje a castice obiehaju na konstantnej energii (koli stabilite zvazku). Dipolove magnety (nainstalovane v modrych kryostatoch) su 15m dlhe. Kvadrupolove magnety su nainstalovane v sedych kryostatoch a ano, fokusuju a defokusuju zvazok. Funguju ale tak ze v jednej rovine zaostria, ale v druhej rovine zaroven rovnako vela rozostria. Preto treba po nejakej vzdialenosti pouzit rovnaky kvadrupol otoceny o 90 stupnov, ktory to da cele naspat do povodneho stavu. Takto sa to opakuje (zaostruje-rozostruje) spolu 384 krat. Perlicka: na Slovensku sa ziadne kvadrupoly nevyrabali. Vyrabali sa len kryostaty na kvadrupoly - ta sediva zelezna trubka. Mame dobrych odbornikov na teoriu supravodivosti, ale ziaden priemysel, ktory taketo veci zvlada.
Pridať nový komentár
Rady pre písanie
TOPlist