¿Cómo son los imanes del LHC?
Publicado por Jordi Guzman en 6 octubre 2008
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… 
Articulo posteado en el blog La Hora Cero su autor es Carlos Escobar un investigador que trabaja en diversos experimentos del LHC.
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