Взорвется ли Большой адронный коллайдер, если мощность будет слишком высокой?

В случае с БАК, да, луч может нанести довольно большой ущерб.

При полной мощности в луче накапливается около 350 МДж — близко к грузовому поезду или примерно равно кинетической энергии полного реактивного самолета при взлете. Существует очень сложная система безопасности для безопасного сброса луча, которая в конечном итоге направляет энергию луча в большой блок графита внутри гораздо большего охлажденного блока металла внутри очень большого блока бетона.

Без этого любая нестабильность в пучке могла бы привести к тому, что он ударился бы о стенку вакуумной трубки, где он прорезал бы ее, а затем прошел бы через магниты, как горячий нож сквозь масло, или даже как интенсивный пучок релятивистских протонов через сверхпроводящие магниты, которые впечатляет и намного дороже.

редактирование: деталь дампа луча ниже. Извините, я, очевидно, наполовину вспомнил разговор о нагревателях для защиты от гашения.

http://lhc-machine-outreach.web.cern.ch/lhc-machine-outreach/components/beam-dump.htm

Я так понимаю, что Большой адронный коллайдер работает так... При низкой мощности частицы приобретают кинетическую энергию, но не очень сильно увеличивают массу, поэтому уравнения Ньютона справедливы для этой ситуации. Однако, когда он включен на большую мощность, поскольку частицы стремятся к скорости света, любая дополнительная выходная мощность коллайдера увеличивает в основном массу частиц, а их кинетическая энергия не увеличивается вообще (или очень мало). Вот почему эти высокоэнергетические частицы могут нанести серьезный удар. Это похоже на то, как если бы вы взяли машину и разогнали ее так, что она превратилась бы в огромный грузовой поезд.

Как отмечалось в комментариях выше, это неправильное понимание того, что масса увеличивается на очень высоких скоростях, лучшее объяснение, которое я могу вам дать, — это блог, который я настоятельно рекомендую вам прочитать, Relativistic Mass .

Идея с энергетикой товарного поезда верна, но дело здесь только в том, что концентрация энергии на крошечном участке, сечение столкновения которого крайне мало. Вы можете легко расплющить муху рукой, но удар по слону с такой же силой руки не причинит вреда слону, даже если он это заметил.

Любой взрыв драматичен, если быть педантичным, как отмечено в комментариях выше, опасность представляет отказ системы охлаждения, а не мощность, задействованная в самом луче.

В магнитах, используемых для направления и управления лучом, используется гораздо больше энергии, чем при столкновении элементарных частиц. Так что мой ответ - нет, балка сама по себе не вызовет взрыва, но да, отказ систем поддержки может.

Из энергопотребления LHC

Для работы LCH требуется 120 МВт — примерно столько потребляет электроэнергии весь кантон штата Женева. Нужно лучшее сравнение? 120 мегаватт эквивалентны энергии, потребляемой 1,2 миллионами 100-ваттных ламп накаливания или 120 000 среднестатистических калифорнийских домов. ЦЕРН выключает систему зимой из-за повышенного энергопотребления.

Источник изображения: LHC: пристальный взгляд

Вот где луч заканчивается после запуска ускорителя. Возможно, это нелогично, но для поглощения энергии луча используется легкий блок графита с высокой температурой плавления. Если бы использовался свинец или другой металл, он расплавился бы, и после каждого запуска потребовалась бы грязная очистка и замена блока. Этот блок графита рассчитан на весь срок службы БАК.

Единственное, что может взорваться, это магниты. Как упоминал Countto10, в этих магнитах хранится огромное количество энергии. Используются сверхпроводящие магниты, они охлаждаются жидким гелием. Из-за проблемы с охлаждением может случиться так, что часть провода внезапно перейдет из сверхпроводящего состояния в нормальное состояние. Огромный ток, протекающий по проводам, затем рассеивается в этом месте, выделяя огромное количество тепла, которое заставит жидкий гелий исключительно быстро закипеть, увеличиться в объеме примерно в 800 раз, нагреть оставшийся гелий, закипятить его . , и, следовательно, вызвать взрыв всего магнита.

Если бы выходная мощность Большого адронного коллайдера была бесконечной [...], «взорвался бы» ли он в конце концов, если бы мощность была слишком высокой?

Да , любой гипотетический объект, способный производить бесконечную мощность, «взорвется, если мощность будет слишком высокой», потому что чрезвычайно высокая выходная мощность — это почти точное разговорное определение слова «взрыв».