Cavidades de Radiofrecuencia

Una de radiofrecuencia (RF) de la cavidad es una cámara metálica que contiene un campo electromagnético. Su objetivo principal es acelerar partículas cargadas. Cavidades de radiofrecuencia pueden ser estructurados como cuentas de un collar, donde las perlas son las caries y la cadena es el tubo de haz de un acelerador de partículas, a través del cual partículas viajan en el vacío. Para preparar una cavidad de RF para acelerar partículas, un generador de potencia de RF proporciona un campo electromagnético. La cavidad RF se moldea a un tamaño y forma específica de modo que las ondas electromagnéticas se convierten resonante y se acumulan dentro de la cavidad. Las partículas cargadas que pasan a través de la cavidad sentir la fuerza global y la dirección del campo electromagnético resultante, que transfiere energía para empujarlos hacia delante a lo largo del acelerador. El campo en una cavidad de RF se hace oscilar (dirección switch) a una frecuencia dada, por lo midiendo el tiempo de la llegada de partículas es importante. En el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), cada cavidad de RF se sintoniza a oscilar a 400 MHz. El protón idealmente cronometrada, con exactamente la energía correcta, verá cero voltaje de aceleración cuando el LHC está en plena energía. Los protones con energías ligeramente diferentes de llegar temprano o más tarde se acelerarán o desaceleraron para que se mantengan cerca de la energía de la partícula ideal. De esta manera, el haz de partículas se clasifica en paquetes discretos llamados "racimos". El LHC acelera haces de protones y los lleva en colisión dentro de los cuatro grandes detectores de ALICE, ATLAS, CMS y LHCb. Las partículas se inyectan en el LHC a 450 GeV, e impulsaron a 4 TeV - casi 10 veces su energía inyección. En estas energías un protón se completa aproximadamente 11.000 vueltas al acelerador de 27 kilómetros por segundo. Durante el proceso de aumentar la energía de los protones en los racimos se desplazan colectivamente para ver una aceleración general en cada paso a través de las cavidades, recogiendo la energía necesaria para mantenerse al día con la creciente campo en poderosos imanes del LHC. Energía máxima está a unos 15 minutos, los racimos de haber pasado las cavidades alrededor de 1 millón de veces. Las cavidades 16 de RF en el LHC están alojados en cuatro refrigeradores cilíndricas llamadas cryomodules - dos por rayo - que guardan las cavidades de radiofrecuencia que trabajan en un estado superconductor, sin perder energía a la resistencia eléctrica. Klistrones de alta potencia (tubos que contienen haces de electrones) en coche cada cavidad de RF en el LHC. Un haz de electrones de alta energía en el interior del klystron modula a 400 MHz. La energía se extrae a través de una tubería rectangular de metal conductor llamada una guía de ondas, lo que conduce a la cavidad de RF. Cada cavidad puede alcanzar una tensión máxima de 2 MV, por lo que 16 mV por haz.