Γιατί τότε ο μεγάλος κολλητής Hadron χρειάζεται ήλιο;
1. Υπεραγωγιμότητα:
* Οι μαγνήτες του LHC είναι κατασκευασμένοι από υπεραγωγικά υλικά, πράγμα που σημαίνει ότι χάνουν την αντίσταση τους στην ηλεκτρική ενέργεια όταν ψύχονται σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες.
* Το ήλιο χρησιμοποιείται για την ψύξη αυτών των μαγνητών μέχρι -271,3 ° C (1,9 kelvin) , λίγα μοίρες πάνω από το απόλυτο μηδέν.
* Σε αυτή τη θερμοκρασία, οι μαγνήτες γίνονται υπεραγωγικές, επιτρέποντας τα τεράστια ρεύματα να ρέουν μέσα από αυτά χωρίς να χάσουν ενέργεια ως θερμότητα. Αυτά τα ρεύματα παράγουν τα ισχυρά μαγνητικά πεδία που απαιτούνται για να λυγίσουν και να καθοδηγήσουν τις δέσμες πρωτονίων στο LHC.
2. Διατήρηση της υπεραγωγιμότητας:
* Μόλις ψύχονται οι μαγνήτες, πρέπει να διατηρούνται σε αυτή τη θερμοκρασία συνεχώς για να διατηρήσουν την υπεραγωγική τους κατάσταση.
* Το ήλιο λειτουργεί ως κρυογόνο, που κυκλοφορεί συνεχώς μέσα από τους μαγνήτες για να αφαιρέσει οποιαδήποτε θερμότητα που μπορεί να τους προκαλέσει να ζεσταθούν και να χάσουν την υπεραγωγιμότητά τους.
3. Πίεση και κενό:
* Το LHC λειτουργεί σε ένα σχεδόν τέλειο κενό, το οποίο βοηθά στην πρόληψη συγκρούσεων μεταξύ των πρωτονίων και των μορίων αέρα. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της ακεραιότητας της δέσμης και τη διασφάλιση ότι οι συγκρούσεις συμβαίνουν μόνο σε συγκεκριμένα σημεία του επιταχυνόμενου.
* Το ήλιο χρησιμοποιείται επίσης για την πίεση και τη διατήρηση του κενού εντός των σωλήνων δέσμης LHC
4. Άλλες εφαρμογές:
* Το ήλιο χρησιμοποιείται σε διάφορες άλλες εφαρμογές εντός του LHC, συμπεριλαμβανομένου:
* ανιχνευτές βαθμονόμησης: Το ήλιο χρησιμοποιείται για τη δοκιμή και τη βαθμονόμηση των ανιχνευτών που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή των αποτελεσμάτων των συγκρούσεων πρωτονίων.
* Ψύξη άλλων εξαρτημάτων: Το ήλιο χρησιμοποιείται για την ψύξη άλλων ευαίσθητων εξαρτημάτων στο LHC, όπως οι υπεραγωγικές κοιλότητες ραδιοσυχνοτήτων που επιταχύνουν τα πρωτόνια.
Συνοπτικά, το ήλιο είναι απαραίτητο για τη λειτουργία του LHC επειδή επιτρέπει στους μαγνήτες να επιτύχουν υπεραγωγιμότητα, διατηρεί την υπεραγωγική τους κατάσταση, βοηθά στη δημιουργία και τη διατήρηση του κενού μέσα στους σωλήνες δέσμης και εξυπηρετεί άλλους σημαντικούς σκοπούς.
