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大きなハドロンコライダーが磁石をどのように訓練するか

CERNの大型Hadron Collider(LHC)は、世界最大かつ最も強力な粒子加速器です。これは、プロトンのビームを13テレアレクトロンボルト(TEV)のエネルギーに導き、加速する超伝導磁石の27 km(16.8マイル)のリングで構成されています。

これらの高いエネルギーを達成するには、LHCの磁石を非常に低い温度に冷却する必要があります。これは、液体ヘリウムを使用して行われ、1.9 k(-271.25°C)の温度に保たれます。その後、磁石は超伝導材料で作られており、非常に低い温度ですべての電気抵抗を失います。これにより、エネルギーを失うことなく非常に高い流れを運ぶことができます。

LHCには、合計1,232の超伝導磁石があります。各磁石の長さは約15 m(49フィート)で、重量は約35トンです。それらは、LHCリング周辺の8つのセクターで配置されています。

LHCの各セクターには、2種類の磁石があります。双極子磁石と四重極マグネットです。双極子磁石は、リングの周りにプロトンビームを曲げる磁場を作成します。四重極マグネットはプロトンビームに焦点を合わせ、LHCの周りを移動するときに広がるのを防ぎます。

LHC磁石は、超伝導体と電力変換器のシステムを搭載しています。超伝導体は、磁場を作成する電流を運びます。電力コンバーターは、交互の電流(AC)を電気グリッドから超伝導体が必要とする直接電流(DC)に変換します。

LHCの磁石は、温度と磁場の変化に非常に敏感です。それらを保護するために、LHCには磁石の条件を監視するセンサーの洗練されたシステムがあります。磁石のいずれかが損傷している場合、LHCは自動的にシャットダウンして、さらなる損傷を防ぐことができます。

LHCの磁石は、アクセラレータの動作の重要な部分です。それらがなければ、LHCは自然の基本的な粒子を研究するために必要な高いエネルギーに到達することができません。

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