Frage von Fuxer88, 45

Fliekraft bei teilchenbeschleuniger?

Hallo, Ich habe mich gefragt wiso wird das beschleunigte partikel in einem teilchenbeschleuniger nicht durch die außenwand gedrängt? Mir ist klar dass der umfang eines teilchenbeschleunigers sehr groß ist und auch sicher abstoßende magnetfelder das partikel in der mitte halten aber kann das wirklich alles sein? Wenn man auf fast lichtgeschwindigkeit beschleunigt wird die massenträgheit eines einzigen protons tonnen groß. Ich kann mir nicht vorstellen dass nur ein magnetfeld sei es auch 40 tesla stark das teilchen so sehr unter kontrolle halten kann zumal auch die angriffsfläche extrem klein ist .

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von zalto, 20

Da hast Du falsche Vorstellungen von den Größenordnungen der Massen. Überschlagsmäßig: ein Proton hat ein GeV und der LHC schafft 13 TeV, dann sind das gerade mal 13.000 Protonenmassen oder so schwer wie ein Makromolekül.

Auf "Tonnen" kommt man, wenn man alle Protonen des Strahls aufaddiert. Da gibt es Vergleiche wie "die LHC-Strahlenergie entspricht einem ICE mit 150 km/h".

Bei der Lorentzkraft muss man dann noch im Auge behalten, dass da ja die Geschwindigkeit mit drinsteht. Je schneller ein Teilchen, desto mehr Lorentz-Kraft.

Und zu guter letzt hat man nicht nur einen Magneten, sondern viele davon.

Kommentar von Fuxer88 ,

Ah okay der ganze strahl wiegt so viel wenn er träge ist danke da hatte ich wirklich die falsche Vorstellung

Expertenantwort
von Franz1957, Community-Experte für Physik, 21

Unsere Vorstellungskraft ist dafür trainiert, Vorgänge des Alltagslebens einigermaßen zuverlässig einschätzen zu können. Elementarteilchen oder technische Großanlagen sind keine Objekte, mit denen wir normalerweise umzugehen gewohnt sind. Sie können Eigenschaften weit jenseits dessen haben, wofür unser Gehirn geeignete Simulationsmodelle bereithält. Deshalb ist die Mathematik als Denkwerkzeug für den Umgang mit solchen Objekten unentbehrlich. Mit ihrer Hilfe bekommt man auch über unvorstellbare Dinge verläßliche Auskunft, sofern diese Dinge berechenbar sind. Nicht alle sind es, aber Protonen und Ringbeschleuniger scheinen es soweit zu sein.

Antwort
von ThomasJNewton, 9

Das größere Problem ist, dass beschleunigte Ladungen Strahlen abgeben.

Wenn Ladungen immer im Kreis rumfliegen, nennt man sie Synchrotonstrahlen.
Meines Wissens gehen sie so etwa tangential von Teilchenstahl ab.

Das ist mit ein Grund, warum die Beschleuniger so groß sind. Weil das die Kreisbeschleunigung verringert.

Antwort
von gfntom, 29

Die Lorentzkraft, die auf bewegte Ladungen im Magnetfeld wirkt, zwingt die Teilchen in eine Kreisbahn.

Antwort
von d3rphys1k3r, 5

Das kommt auf die genaue Geschwindigkeit an. Wenn das Teilchen bei 99,99%*c noch gut gehalten werden kann kann es bei 99,9999%*c schon ganz anders aussehen.

Antwort
von LeroyJenkins87, 34

Es ist wirklich so, dass rein durch das Magnetfeld die Teilchen auf Kurs gehalten werden. Andere Kräfte könnte man auch nicht so einfach aufbringen bei der von dir erwähnten extrem kleinen Angriffsfläche

Kommentar von einfachsoe ,

Stimmt, bedenke man wie groß und schwer allein ein solcher Magnet ist. Und von diesen gibt es etliche

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