¿Cómo son los imanes del LHC?

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La avería del LHC se produjo en la conexión entre dos imanes (también llamados dipolos) superconductores debido a un efecto ya conocido llamado quench (un fenómeno cuántico en el que una parte del superconductor puede perder la superconductividad), pero… sabeis ¿cómo es uno de estos imanes? ¿para qué sirven? ¿cómo funciona? ¿cuántos hay en el LHC?, etc… pues vamos a ver si lo explicamos de forma sencilla…

El LHC dispone de 1232 dipolos superconductores distribuidos a lo largo de sus 27 kilómetros de longitud (algo más de 4 km de radio). Éstos se encargan básicamente de curvar la trayectoria de los haces formados por partículas cargadas (los haces que han circulado y que circularan por el anillo del LHC estaran formados por protones o inones de plomo) que deberán colisionar únicamente en los puntos donde se encuentran situados nuestros experimentos (CMS, ATLAS, etc…). Es decir, que gracias a estos imanes el LHC puede tener su forma circular, optimizando así el espacio.

Estos imanes son simplemente una versión mucho más evolucionada de los imanes que poseian los televisores de tubo de rayos catódicos (esos pesados y culones) para formar las imagenes que todo el mundo tenía en sus casas hace unos años. El principio de operación es el mismo aunque técnicamente, claro está, no tienen nada que ver. Cada imán del LHC tienen una longitud de 15 metros y pesa 35 toneladas y poseen dos tubos por los que circulan dos haces de protones en sentidos opuestos. En las figuras (la de arriba y la de abajo) se pueden ver unos esquemas de uno de estos dipolos, donde se puede apreciar su complejidad y sus dos cavidades por las que circulas los dos haces (en las figuras, está señalado con el nombre beam pipe).

Mientras LHC está encendido, la energía total almacenada en los imanes es 10 GigaJoules, es decir, mucha energía y para almacenar tal cantidad de energía es necesario que por ellos circule una cantidad enorme de corriente. Si los imanes fueran imanes normales, el consumo eléctrico seria brutal debido a la propia energía que se pierde por la resistencia de los cables (por calor, básicamente). Esto se puede ver muy fácilmente en un secador de pelo. El aire caliente viene de una resistencia (un cable de cobre enrollado) por el que se hace pasar una corriente eléctrica. La propia resistencia del cable hace que la corriente que circula por él se pierda en forma de calor. Cuanta más corriente, más calor (bueno, hasta que se funde el cable, claro). Fácil, no. Total, que si el LHC se hubiera construido con imanes convencionales, se hubieran necesitado unos 120 km de longitud para alcanzar la misma energía y como hemos dicho antes, encima, el consumo de electricidad hubiera sido desorbirtado y altamente ineficiente. Sin embargo, como los físicos e ingenieros que trabajan en estas cosas son listos, han desarollado imanes superconductores (la superconductividad es una propiedad cuántica de ciertos materiales a conducir la electricidad sin resistencia ni pérdidas de energía, normalmente a temperaturas cercanas al cero absoluto, -271,15º C), los cuales no tienen resistencia eléctrica y así toda la energía se invierte en generar los campos eléctricos y magnéticos que necesita el LHC para funcionar. El problema es cómo enfriar 27 km de imanes, pero eso es otro tema que ya trataremos algún día…😉

33 Responses to ¿Cómo son los imanes del LHC?

  1. mr.ebola dice:

    me da gusto ver que aunque el proyecto del lhc este detenido ayas posteado un poco mas de informacion al respecto un cordial saludo y un abrazo desde mexico , sigo tu blog y me facina como expones los temas hasta pronto

  2. gargon dice:

    Muchas gracias por la información, muy clara.
    Un saludo.

  3. Daniel HM dice:

    Interesante pero, vaya, lo dejas en lo mejor, la parte en la que se meten los imanes en la neverica…
    Jejeje,

  4. cescobar dice:

    jeje, si verdad… bueno no te preocupes que posiblemente la proxima entrada trate de lo que se deja pendiente

  5. David dice:

    Enhorabuena por el post, como han dicho por arriba, aunque el LHC esté detenido es de agradecer algún que otro post y más si son como lo has escrito: muy claro y con ejemplos.

  6. Rafa dice:

    Igual que mr.ebola, me alegra saber que continuarás informando de cómo funciona el LHC

  7. Jordi Guzman dice:

    ¿Sería posible “repostear” este interesante articulo en mi blog?
    Gracias de antemano.
    Saludos,
    Jordi Guzmán

  8. cescobar dice:

    claro, sin problemas

  9. Pingback: ¿Cómo son los imanes del LHC? « Pasa la vida

  10. Orayo dice:

    Efecto Yúl!

  11. jose miguel dice:

    exelente…. se agradece tan dedicada lavor informativa, especialmente por su claridad y accesibilidad en el lenguaje, creo que es el mas grande experimento jamas realizado y creo que seguire este blog semana a semana. saludos desde chile y sigue posteando.

  12. Edgar Delgado dice:

    Gracias por la información… bastante explicita. Quisiera saber en terminos porcentules como va la reparacion del LHC. Y cuál es la posibilidad de averia de otro de estos imanes. ….

  13. Miguel Angel dice:

    Fascinante.
    También a mí me gustaría saber más sobre las posibilidades de que se produzcan más quench como el que ahora os tiene entretenidos y las medidas de seguridad que, de seguro, están continuamente testando los imanes para que no suceda.
    Saludos y gracias.

  14. Oswaldo dice:

    Pense que ya no volveriamos a tener noticias del experimento, gracias por seguir con las clases sobre este proyecto.

  15. fabrizio dice:

    hola te cuento que me parecieron muy explicativos los textos ya que soy un aficionado nada mas y bueno por suerte vine a parar a tu blog jaja. Me gustaria, si tenes la posibilidad, que expliques algo acerca de la posibilidad de viajar en el tiempo acelerando particulas a vel.cercanas a la de la luz o si solo es un sueño, ya q por aca estuvo circulando eso y me esta rompiendo la cabeza.Desde ya muchas gracias y un abrazo desde San Juan, Argentina.

  16. cescobar dice:

    Bueno Edgar, aún se está en proceso de calentar el anillo, por lo que aun no se ha reparado nada. Hasta que no esté a temperatura ambiente, no puede entrar nadie al túnel a abrir los imanes averiados. Así que la reparación está la 0%.

    Respecto a la probabilidad… pues no lo se seguro, pero sé que suele pasar y que los imanes están diseñados para soportar dichos quench (ya que se conocen desde hace mucho), pero claro, los accidentes ocurren. Intentare preguntar a alguien que trabaje en eso…

    Respecto a la pregunta de fabrizio… uff… eso da para una entrada entera. Es algo complicado de explicar en terminos no tecnicos. Tiene que ver con la teoria de la relatividad de Einstein. Me la apunto y lo intentare contar a fondo, vale. Para dejarte con la miel en la boca… si, las particulas del LHC viajan en el tiempo (ahí queda eso), pero es un efecto microscópico….

  17. pablo dice:

    Enorme tu aportación😉

    Muchas gracias!

  18. fabrizio dice:

    guau!! es fascinante realmente la diversidad de cosas q intenta explicar este experimento creo q despues de esto mucho de ciancia ficcion va a dejar de serlo jaja.Bueno muchas gracias,voy a estar pendiente de la pagina.Felicitaciones por el trabajo y por la pagina y q no se rompa mas nada….exitos!!!

  19. javier dice:

    Porque no explicas el costo economico en enfriar estos superconductores hasta casi el cero absoluto.

  20. ozcars dice:

    Muchas Gracias por toda la informacion Saludos
    desde
    Lima-Peru

  21. mariana dice:

    Q BUENO TODO LO Q HACEN LES ADRADESCO MUCHO DESDE VENEZUELA_EDO ANZOATEGUI CIUDAD BARCELONA

  22. Pingback: Último dipolo reparado en el túnel del LHC « La Hora Cero

  23. deniol dice:

    me he enterado de que los superimanes se van a enfriar con helio liquido que es super frio y tuvieron una fuga de helio hace un tiempo,el problema fue que el helio liquido tiene una propiedad de super fluidez y eso retrasó los experimentos.
    Oye muy buena tu información!
    Saludos

  24. Vicente dice:

    ¿Cuanta energía electrica consume el acelerador?

    de donde se nutre y a que voltaje funciona

  25. Buena pregunta, lo intentare buscar porque no lo se. Yo no trabajo en el acelerador sino en uno de sus experimentos ATLAS por lo que en esas preguntas más técnicas no te puedo ayudar demasiado. Lo que sí se es que el LHC (y sus grandes exprimentos) lo alimentan entre tres paises Francia, Suiza e Italia. Comprenderás que una máquina así consume bastante, aunque eso si, se procura parar en invierno, cuando el precio de la electricidad es más caro.

  26. 00124 dice:

    hhhfffffffuhffdmjudsbydvydhgd 021525474
    02128

  27. M dice:

    Oye Carlos, qué buen sitio tu blog. ¿Sabes cuánta energía consume el LHC en funcionamiento? Me refiero a que probablemente no se enchufa al tomacorrientes, je,je. ¿Cuánta energía necesita este gran juguetito para correr? ¿De dónde se obtiene? Ojalá sepas, la información de tu sitio ha sido la más clara que he encontrado para los que no somos expertos en la materia, y espero que me ayudes con esos datos. Gracias.

  28. Pues la verdad es que no tengo ni idea de cuánto consume el LHC, sus detectores y todos los ordenadores que están al servicio de este experimento, pero te puedes imaginar que mucho. Lo que sé seguro es que la electricidad la suministran entre paises, Francia, Suiza e Italia, porque solo uno no podría.

  29. tamara dice:

    ¿cuál es la forma de los imanes?

  30. uuuuuuuuuuuu:( que asco que es esta paguinaaaaaaaaaa iuuuuuuuuuuu le voy a decir a todo el mundo que nunca la abra

  31. ruben dice:

    q porqueria esto no me sirve de nada para mi tarea cajetudos trolos

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