LHC, Large Hadron Collider eli Suuri Hadronitörmäytin

[jussi_k_kojootti]

Eikö tuossa aleta olla sähkömagneettisen voiman äärirajoilla?

Eeei kai ... LHC näyttää pyörivän 8.3T elementeillä.  Vertailun vuoksi: sairaaloissa käytetään tätä nykyä yleisesti 1.5T ja 3T suprajohtavia sähkömagneetteja, tällä hetkellä tunnetuista parhaat/käyttökelpoisimmat materiaalit pysyy suprajohtavina aina 20-30 teslaan asti, ja magneettisen neutronitähden (magnetarin) kentänvoimakkuudet lasketaan gigatesloissa.

Viite.

[mistral]

Eeei kai ... LHC näyttää pyörivän 8.3T elementeillä.  Vertailun vuoksi: sairaaloissa käytetään tätä nykyä yleisesti 1.5T ja 3T suprajohtavia sähkömagneetteja, tällä hetkellä tunnetuista parhaat/käyttökelpoisimmat materiaalit pysyy suprajohtavina aina 20-30 teslaan asti, ja magneettisen neutronitähden (magnetarin) kentänvoimakkuudet lasketaan gigatesloissa.

Viite.

Maallikko ei käsitä magneetin voimaa . Kuitenkin tätä LHC:n magneettien voimaa kuvastaa tilanne jossa lähes valon nopeudesta jarrutetaan auto alle 1 metrin matkalla nollaan.

[Kaizu]

Maallikko ei käsitä magneetin voimaa . Kuitenkin tätä LHC:n magneettien voimaa kuvastaa tilanne jossa lähes valon nopeudesta jarrutetaan auto alle 1 metrin matkalla nollaan.

Eihän ne protonisuihkut sentään tonnia paina.

Kaizu

[RJ]

Kiitti vastauksesta. Jos kehän pituus on 3,6 metriä, on säde vajaat 60 senttiä. Eikö tuossa aleta olla sähkömagneettisen voiman äärirajoilla?

Sähkö- ja magneettikenttien voimakkuutta ei rajoita mikään luonnonlaki samalla tavalla kuin nopeuksia. Magneettinen voima on erikoinen siinä mielessä, että sen voimakkuus riippuu varauksen lisäksi myös suoraan verrannollisesti hiukkasen nopeudesta. Sähkökentän aiheuttama voima riippuu ainoastaan hiukkasen varauksesta ja kentän voimakkuudesta. Magneettikenttä ei suoraan pysty muuttamaan hiukkasen energiaa (esim. pysäyttämään hiukkasta), ainoastaan muuttamaan sen nopeuden suuntaa. Erittäin voimakkaissa sähkömagneettisissa kentissä, sähkömagnetismin "äärirajoilla", kenttien kvantti-ilmiöt tulevat merkittäviksi ja fysiikka muuttuu sen takia monimutkaisemmaksi.

[mistral]

Eihän ne protonisuihkut sentään tonnia paina.

Kaizu

Totta, tarkoitin kiihtyvyyttä, joka auton tapauksessa on jarrutusta ja tässäkin vain sitä f:ää.
edit. oikeastaan Teslaa tarkoitin

[mistral]

Magneettinen voima on erikoinen siinä mielessä, että sen voimakkuus riippuu varauksen lisäksi myös suoraan verrannollisesti hiukkasen nopeudesta. Sähkökentän aiheuttama voima riippuu ainoastaan hiukkasen varauksesta ja kentän voimakkuudesta.

Lisääntyykö magneettinen voima jos hiukkasen nopeus kasvaa? Ja kumpi muuttuu, kentän voima vai hiukkasen varauksen tuottama voima? Onkohan juju siinä ettei magneettikenttä pysty muuttamaan hiukkasen energiaa siinä, että hiukkanen, lähestyessään magneettia, hidastuu, ja poistuessaan magneetista, kiihtyy alkuperäiseen nopeuteensa?

[RJ]

Lisääntyykö magneettinen voima jos hiukkasen nopeus kasvaa? Ja kumpi muuttuu, kentän voima vai hiukkasen varauksen tuottama voima? Onkohan juju siinä ettei magneettikenttä pysty muuttamaan hiukkasen energiaa siinä, että hiukkanen, lähestyessään magneettia, hidastuu, ja poistuessaan magneetista, kiihtyy alkuperäiseen nopeuteensa?

Magneetinen voima hiukkaseen on F = q*v*B (pienillä nopeuksilla), kun nopeus v ja magneettikenttä B ovat kohtisuorassa toisiaan vastaan. Magneettinen voima on siis suoraan verrannollinen nopeuteen. Hiukkasen varaus q on vakio. Suurilla nopeuksilla lähellä valon nopeutta yhtälöön tulee mukaan relativistinen tekijä, mutta sama perusidea säilyy.

Magneettikenttä saa varatun hiukkasen tekemään gyroliikettä. Hiukkanen kiertää ympyrää/spiraalia kenttää vastaan kohtisuorassa tasossa. Magneettikenttä pystyy ohjaamaan tai jopa pysäyttämään hiukkasen suoraviivaisen liikkeen vääntämällä liikeradan pieneksi ympyräksi.

[mistral]

Magneettikenttä saa varatun hiukkasen tekemään gyroliikettä. Hiukkanen kiertää ympyrää/spiraalia kenttää vastaan kohtisuorassa tasossa. Magneettikenttä pystyy ohjaamaan tai jopa pysäyttämään hiukkasen suoraviivaisen liikkeen vääntämällä liikeradan pieneksi ympyräksi.

Syntyykö gyroliike magneetin veto- eli attractiiviselle puolelle? Eikö LHC:n magneetit ole työntäviä eli repulsiivisia?

Aiheen sivusta: Onko protonilla + ja - päätä? Muistelin että jossain kosmologiakirjassa mainittiin "magneettinen monopoli" joka tarkoitti, jos oikein muistan, sitä että sillä ei ole + ja - päätä, vaan vain jompikumpi.

[Lauri Kangas]

Tuo gyroliike on siis sellainen että hiukkanen valkkaa sopivan kenttäviivan ja jää kiertämään ympyrää sen viivan ympärille.

Protonilla on pelkkä plussa. Toisin kuin sähkökentillä, magneettikentille tuollaisia monopolilähteitä ei ole koskaan havaittu.

Nuo pohtimasi asiat sisältyvät lukion pitkän fysiikan oppimäärään, eli toisinsanoen lähes kaikkien opittavissa ja ymmärrettävissä. Kannattaa käydä hakemassa kaupasta jonkin sopivan kurssin kirja, kun mielenkiintoa kerran on. 

[mistral]

Tuo gyroliike on siis sellainen että hiukkanen valkkaa sopivan kenttäviivan ja jää kiertämään ympyrää sen viivan ympärille.

Protonilla on pelkkä plussa. Toisin kuin sähkökentillä, magneettikentille tuollaisia monopolilähteitä ei ole koskaan havaittu.

Nuo pohtimasi asiat sisältyvät lukion pitkän fysiikan oppimäärään, eli toisinsanoen lähes kaikkien opittavissa ja ymmärrettävissä. Kannattaa käydä hakemassa kaupasta jonkin sopivan kurssin kirja, kun mielenkiintoa kerran on. 

Tutkin Wikipediasta tietyillä hakusanoilla näitä juttuja ja totesin vaan ettei nämä magneettikentät ym. ole ensinkään verrattavissa gravitaatiokenttään, johon luulin voivani perustautua. Lähtöoletukseni oli vain se että sm-voiman ja gravitaatiovoiman ero on vain määrässä eikä laadussa, mutta näin ei taida olla.

[Mare Nectaris]

Myös Fermilabin Tevatron protoni-antiprotonitörmäyttimen aiempaa, valtavaa data-aineistoa käydään parhaillaan (edelleen) läpi 10 vuoden ajalta.

Merkkejä Higgsin hiukkasesta näyttää yhä paremmalla luottamustasolla jälleen olevan tarjolla myös tästä datasta - aiempien LHC:n alustavien havaintojen vahvistukseksi. Toistaiseksi aineisto ei kuitenkaan vieläkään mahdollista riittävää tilastollista varmuutta.

Asiasta kertoo Fermilabin tiedotteen nojalla mm. Nature ja Interactions.org -sivusto. Tevatronilla on ajettu eri törmäytysprosessia kuin LHC:llä, ja lisäksi aivan eri energiatasolla (max 2 TeV). Tästä aiemman Tevatron -aineiston läpikäynnistä Fermilab raportoi jo 14.3.2011, mutta nyt tilastollista epävarmuutta on jälleen saatu hieman pienenettyä. - Tämä kuvastanee sitä, kuinka kiihkeää kilpaa hiukkasenmetsästyksessä juuri nyt käydään...

[mistral]

Kun nyt on viitteitä Higgsin hiukkasesta, olisi kiva tietää, onko se vain hyvin korkeassa lämpötilassa olemassa? Jos Higgsin kenttä on se, joka antaa massan, riittääkö pelkkä kenttä ilman hiukkasta? Eli, onko hiukkanen ensin luonut kentän, jonka jälkeen se on hajonnut muiksi hiukkasiksi ja kenttä on jäänyt pysyvästi?

[Timo Kantola]

Käynnistelevät konetta (viikon verran jo)
http://lhc.web.cern.ch/lhc/

[Timo Kantola]

" ... Huhujen mukaan Higgsin bosoni julistetaan löytyneeksi...//... CERN on ilmoittanut pitävänsä seminaarin ja lehdistötilaisuuden ICHEPin aloituspäivänä 4.7. kello 10 Suomen aikaa....Tapahtumaa voi seurata suorana webcastina..."

Syksy Räsäsen blogissa aiheesta:
http://www.tiede.fi/blog/2012/06/21/siipien-levittamista/

CERN:in lehdistö tiedote:
http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2012/PR16.12E.html

Ja lisukkeeksi aiheesta laatudokkari YouTuubissa : BBC Horizon 2012 The Hunt for Higgs - kestoa 60min.
http://www.youtube.com/watch?v=raKN0RddL3A&feature=related

[mistral]

Katsoin BBC:n dokkarin (noin tunnin mittaisen) ja nyt alan olla 95% varma siitä että itse Higgsin hiukkaset eivät vaikuta meidän todellisuudessa, vaan Higgsin kenttä :) Hiukkasta vaan etsitään sen takia, että se todistaa kentän olevan olemassa.

Jos Higgs nyt kesällä todetaan löytyneeksi, olisi kiva tietää, kuinka tämä kenttä oikein toimii, onhan silläkin jokin mekaniikka.