Hvorfor har stor hadron collider brug for helium?

1. Superledivitet:

* LHC's magneter er lavet af superledende materialer, hvilket betyder, at de mister deres modstand mod elektricitet, når de afkøles til ekstremt lave temperaturer.

* helium bruges til at afkøle disse magneter ned til -271,3 ° C (1,9 Kelvin) , kun et par grader over absolut nul.

* Ved denne temperatur bliver magneterne superledende, hvilket giver enorme strømme mulighed for at strømme gennem dem uden at miste energi som varme. Disse strømme genererer de kraftfulde magnetiske felter, der er nødvendige for at bøje og guide protonbjælkerne i LHC.

2. Opretholdelse af superledelse:

* Når magneterne er afkølet, skal de holdes ved denne temperatur kontinuerligt for at opretholde deres superledende tilstand.

* Helium fungerer som et kryogen, der konstant cirkulerer gennem magneterne for at fjerne enhver varme, der kan få dem til at varme op og miste deres superledningsevne.

3. Tryk og vakuum:

* LHC fungerer i et næsten perfekt vakuum, hvilket hjælper med at forhindre kollisioner mellem protoner og luftmolekyler. Dette er afgørende for at opretholde bjælkens integritet og sikre, at kollisionerne kun sker på specifikke punkter inden for collideren.

* helium bruges også til at trykke og vedligeholde vakuumet i LHC's bjælkerør.

4. Andre applikationer:

* Helium bruges i forskellige andre applikationer inden for LHC, herunder:

* kalibrering af detektorer: Helium bruges til at teste og kalibrere detektorer, der bruges til at registrere resultaterne af protonkollisionerne.

* afkøling af andre komponenter: Helium bruges til at afkøle andre følsomme komponenter i LHC, såsom de superledende radiofrekvenshulrum, der fremskynder protonerne.

Sammenfattende er helium afgørende for LHC's operation, fordi det gør det muligt for magneterne at opnå superledelse, opretholder deres superledende tilstand, hjælper