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17/4/08 - DJ:

¿Qué podemos esperar del LHC?

En una conferencia de prensa del 14 de abril, Abe Seiden de la Universidad de California, Santa Cruz, mostró, en la Reunión de abril de la Sociedad Americana de Física, una línea de tiempo que grafica la cantidad de datos a ser colectados por el Gran Colisionador de Hadrones a través del tiempo. Y señaló cuándo esperan los físicos realizar ciertos descubrimientos, si es que existen en la naturaleza a la espera de ser encontrados.
Gráfico del Gran Colisionador Hadrón

Según informa David Harris en Symmetry Breaking, en resumen, los potenciales hitos serían:

2009: Supersimetría, si la escala de energía apropiada es 1TeV

2009/2010: Partícula de Higgs, si es de unos 200 GeV de masa

2010/2011: Partícula de Higgs, si ronda los 120 GeV de masa
(A menor energía es más difícil de detectar porque a esa energía podría confundirse con otras señales que decaerían de forma similar. Pero a una mayor energía, la partícula decaería primero hacia bosones W, con características determinadas)

2012: Dimensiones extras del espacio, si la escala de energía es de 9 TeV

2012: Combinación, si los quarks son partículas combinadas en vez de ser fundamentales, y si la naturaleza de esa combinación se revelara en una escala de energía de 40 TeV.

2017: supersimetría, si la escala apropiada es de 3 Tev

2019: Z': si hay un nuevo tipo de fuerza que se ponga en juego a 6 TeV. Si así fuera, a la partícula que comunique la fuerza se la representa con el nombre temporario de Z', en analogía con la Z que transmite la fuerza débil.

La línea de tiempo depende, por supuesto, en que el LHC comience de acuerdo al plan actual, previsto para el segundo semestre del año.

El Gran Colisionador de Hadrones se está instalando en un anillo subterráneo de 27 kilómetros, en Ginebra, Suiza. Cuando su operación comience, será el acelerador de partículas más grande del mundo.
Protones de alta energía en dos haces en sentido contrario chocarán en busca de las firmas de la supersimetría, la materia oscura y los orígines de la masa.
Los haces de miles de millones de protones viajarán a una velocidad cercana a la de la luz por el anillo, circulando por el anillo y guiados por cientos de poderoso imanes. Existen cuatro puntos en los que los protones pueden colisionar. Se trata de los experimentos conocidos como :ALICE, ATLAS, CMS y LHCb. Las colisiones se observarán cuidadosamente en busca de partículas exóticas.

TeV y GeV son unidades de medida de la energía: el electrónvoltio
La escala de estas unidades incluyen a los Mega electrónvoltio MeV, Giga (GeV), Tera (TeV), Peta (PeV) y Exa (EeV)

¿Cómo es un acelerador de partículas?
Un acelerador consiste usualmente en una cámara de vacío rodeada por una larga secuencia de bombas de vacío, imanes, cavidades de radio frecuencia, instrumentos de alto voltaje y circuitos electrónicos. Cada pieza tiene su función específica:
La cámara de vacío es una tubería de metal donde el aire se vacía permanentemente (por las bombas de vacío) para evitar que las partículas aceleradas colisionen con la materia normal, con las moléculas del aire, por ejemplo y se aniquilen o sean desviadas.

Esquema de un acelerador de partículas

Dentro de la tubería, las partículas se aceleran por campos eléctricos. Estos son provistos por las cavidades de radio frecuencia. Cada vez que las partículas cargadas atraviesan una cavidad de radio frecuencia, el campo eléctrico dentro de la cavidad les da un empujón, parte de la energía de la onda de radio es transferida y son aceleradas. Para hacer un uso más efectivo de un número limitado de cavidades, los diseñadores de un acelerador pueden forzar al haz de partículas a pasar por allí muchas veces, al curvar la trayectoria del haz en un bucle. Esto es porqué la mayoría de los aceleradores son casi circulares.

Esta curvatura del camino del haz es lograda por el campo magnéticos de los dipolos (que tienen un Norte y un Sur, como los imanes de herradura). También se los llama imagenes de curvatura. Esto es porque la fuerza magnética ejercida en las partículas cargadas en movimiento es siempre perpendicular a su velocidad, perfecto para curvar la trayectoria. A mayor energía de una partícula, más fuerte el campo que se necesita para curvar la trayectoria. Esto significa que, como el máximo del campo magnético está limitado, cuanto más poderosa sea la máquina, más grande será necesario que sea.

Además de curvar el haz, es necesario enfocarlo, lo que permite limitar su anchura y altura para que permanezca en la cámara de vacío. Esto se logra con imanes de cuatro polos, que actúan en el haz de partículas cargadas en la misma forma que actuaría un lente sobre un haz de luz. Estos son algunos de los ingredientes básicos de un acelerador, pero hay más: otros imanes, para afinar más finamente su trayectoria y enfoque; elementos de inyección/eyección, para poner al haz en el acelerador o quitarlo, dispositivos de medición, para dar a los operadores información sobre el comportamiento del haz; elementos de seguridad, para asegurar la operación del acelerador.

¿Porqué se llama así?
LHC, que significa Large Hadron Collider, o en castellano, Gran Colisionador de Hadrones, proviene de que hará colisionar protones, que en física de partículas son clasificados como hadrones. Los físicos de partículas denominan como hadrones a las partículas que se componen de otras mas elementales.
Anteriormente se había concebido como un colisionador de electrones y su contrapartida, los positrones (que son como los electrones pero de carga positiva). Los electrones y positrones pertenecen al grupo de partículas llamadas leptones.

¿Qué es LHC@home?
Es un programa de software colaborativo. Sirve para que en tu computadora se pueden analizar datos. Básicamente, el programa bajará datos, los analizará y devolverá el resultado. El programa de LHC@home, se llama SixTrack que simula el viaje de partículas en LHC para estudiar la estabilidad de sus órbitas. Estos resultados son esenciales para verificar la estabilidad a largo plazo de las partículas de alta energía en el LHC. Esencialmente, el programa simula 60 partículas al mismo tiempo al viajar alrededor del anillo y corre la simulación para 100 mil (o a veces 1 millón) de giros alrededor del anillo. Aunque puede sonar a mucho, es menos de 10 segundos en el mundo real, pero suficiente para testear si el haz permancerá en una órbita estable.
Este programa colaborativo se ejecuta en la plataforma Boinc. Ya hemos hablado aquí otras veces al respecto (ver "Haciendo física de partículas en casa"). El programa Boinc es muy sencillo de bajar, desde el sitio web de Boinc, se instala con facilidad y luego simplemente pueden agregarse proyectos. Además de poder agregar el proyecto LHC@home, hay muchos otros en los cuales te pueda interesar participar. En la página de proyectos de Boinc, podrás elegir los que quieras. Cada uno tiene sus propias características, es decir, analizan distintos tipos de datos y resultados, pero todos corren de la misma forma esencialmente y se pueden agregar sólo con añadir una dirección en el programa Boinc. Aunque previamente deberás crear una cuenta en el proyecto que hayas decidido hacer correr. Se pueden agregar muchos proyectos al mismo tiempo y por su puesto, se pueden suspender o quitar si lo deseas.
El programa permite configuraciones distintas, en las que se puede seleccionar si el software deberá funcionar siempre, o sólo entre determinadas horas, o si quieres que funcione cuando no estés usando tu computadora.
A la hora de instalar, también hay algunas opciones, por ejemplo puede instalarse normalmente, lo que permitirá que, por ejemplo, el programa empiece a funcionar cuando no usas tu PC y aparezca un salvapantallas, si lo deseas. O bien, puedes instalarlo como "servicio", lo que no hará correr ningún salvapantallas y, creo yo, funciona más eficazmente.
A medida que tu PC vaya analizando datos y devolviendo resultados, irás ganando "créditos". No, no es dinero, ni sirven para ninguna otra cosa, sólo te da una idea de que tu PC está trabajando. No recomiendo que compares tus resultados con los de otra gente, pues hay quienes tienen créditos imposibles de superar, ya que quizás tienen la posibilidad de hacer correr el soft en muchas máquinas, en su trabajo, etc.
También puedes unirte a un grupo o puedes crear uno. Hay grupos de gente del mismo trabajo o que comparten estudios o simplemente por país.
En fin, hay mucho más que podrás descubrir visitando los enlaces relacionados.

¿Va a estallar el mundo si un experimento saliera mal?
Ahh, leyendas urbanas y mitos estúpidos, que en la red parecen pan caliente. No, no se va a acabar el mundo por eso. Existen muchos otros aceleradores de partículas funcionando desde hace mucho tiempo. Errores y accidentes pueden ocurrir, por supuesto, pero nada de una magnitud semejante. Pero de seguro que el mundo corre un serio riesgo si seguimos desparramando estupidez. Sobre todo, si a quienes piensan distinto, les tiramos una bomba. O sea...


Links relacionadosFuentes y links relacionados



What can we expect from the LHC? (APS April 2008)


Página del LHC


LHC@home


BOINC


Crédito imágenesSobre las imágenes


Las dos ilustraciones pertenecen a LHC@home.






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5 comentarios:

  1. ¿Y si la teoría de la Radiación de Hawkings no es cierta?

    ¿Y si los agujeros negros no se evaporan?

    Creo que debería establecerse un consejo independiente que evalue los riesgos antes de encenderlo.

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  2. sinceramente caballeros ustedes tratan de jugar a ser Dios y ustedes seran culpables de la aniquilacion de los seres vivos con tanta tonterias que desean investigar

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  3. No sé si el experimento tiene riesgos o no pero pienso que sería interesante que no encontraran el boson de Higgs, ello motivaría replantearse el Modelo Estándar que creo debe dar un giro copernicano. El espacio vacío entiendo que da la energía cinética a las partículas, y a través del efecto frenado da la masa, la gravedad y la inercia. Es lo que explico en "Nueva Cosmología. Un giro copernicano", de ediciones Indigo. Ramon Marquès

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  4. Quizás sea riesgoso, quizás no. Lo que creo es que si consiguen descifrar muchos "misterios", sería un avanze incalculable para la humanidad, y supongo que eso no tiene precio (y no hablo de lo económico, que ese es otro tema, habiendo tanta pobreza... en fin) y por otro lado si llegara a salir mal y realmente fuera posible que se generara un agujero negro que nos "comiera" a todos, supongo que ni nos enteraríamos y los primeros en ser "comidos" serían los responsables de este mega experimento. De todas maneras, por la forma en que se vive en este mundo... que se yo: que sea lo que tenga que ser.

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  5. Paul Gonzalo Ydme Graneros14:32

    <span>weno yo digo k mejor siga prendido esa makina aver si sale materia oscura ^^ alfin bigban ^^ kiero ver eso seeee! gracias ciencia ^^ a y otra cosa DIOS NO EXISTE ¬¬
    </span>

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