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CERN - LHC

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Tipo: Industrias

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Ratio 3.5/5 (2 Votos)

Continente: Europa

País: Francia, Suiza

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Año: 1954

Estado: Terminado

Descripción:La Organización Europea para la Investigación Nuclear (nombre oficial), comúnmente conocida por la sigla CERN (sigla provisional utilizada en 1952, que respondía al nombre en francés Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, es decir, Consejo Europeo para la Investigación Nuclear),2 es el mayor laboratorio de investigación en física de partículas a nivel mundial.

Está situado en la frontera entre Francia y Suiza, entre la comuna de Meyrin (en el Cantón de Ginebra) y la comuna de Saint-Genis-Pouilly (en el departamento de Ain).

Como una instalación internacional, el CERN no está oficialmente ni bajo jurisdicción suiza ni francesa. Los estados miembros contribuyen conjunta y anualmente con 1.000 millones de Francos Suizos CHF (aproximadamente € 664 millones, US$ 1.000 millones).3

Historia

Fundado en 1954 por 12 países europeos, el CERN es hoy en día un modelo de colaboración científica internacional y uno de los centros de investigación más importantes en el mundo. Actualmente cuenta con 20 estados miembros, los cuales comparten la financiación y la toma de decisiones en la organización. Aparte de éstos, otros 28 países no miembros participan con científicos de 220 institutos y universidades en proyectos en el CERN utilizando sus instalaciones. De estos países no miembros, ocho estados y organizaciones tienen calidad de observadoras, participando en las reuniones del consejo.

El primer gran éxito científico del CERN se produjo en 1984 cuando Carlo Rubbia y Simon van der Meer obtuvieron el Premio Nobel de Física por el descubrimiento de los bosones W y Z. En 1992 le tocó el turno a Georges Charpak "por la invención y el desarrollo de detectores de partículas, en particular la cámara proporcional multihilos".

Funcionamiento

El CERN se encuentra en Suiza, cerca de Ginebra, y próximo a la frontera con Francia. Cuenta con una serie de aceleradores de partículas entre los que destaca el, ya desmantelado, LEP (Large Electron-Positron Collider, Gran Colisionador Electrón-Positrón). Actualmente en su lugar se ha construido el LHC (Large Hadron Collider, Gran Colisionador de Hadrones), un acelerador protón-protón que operará a mayor energía y luminosidad (se producirán más colisiones por segundo) de 27 km de circunferencia y que constituye el acelerador de partículas más grande jamás construído gracias a la colaboración de 60 países. Se espera que este incremento en energía y luminosidad permita descubrir el esquivo bosón de Higgs, así como confirmar o desestimar teorías de partículas como las teorías supersimétricas o las teorías de tecnicolor. La primera prueba de este último se realizó con éxito el 10 de septiembre de 2008.

El éxito del CERN no es sólo su capacidad para producir resultados científicos de gran interés, sino también el desarrollo de nuevas tecnologías tanto informáticas como industriales. Entre los primeros destaca en 1990 la invención del WorldWideWeb por los científicos Tim Berners-Lee y Robert Cailliau, pero no hay que olvidar el desarrollo y mantenimiento de importantes bibliotecas matemáticas (CERNLIB ahora llamada ROOT) usadas durante muchos años en la mayoría de centros científicos, o también sistemas de almacenamiento masivo (el LHC almacenará un volumen de datos del orden de varios PB cada año). Entre los segundos podemos citar imanes de 9 T en varios metros, detectores de gran precisión, imanes superconductores de gran uniformidad a lo largo de varios kilómetros, etc. Para finales de 2010 los directivos del CERN anunciaron que habían conseguido producir y capturar átomos de antimateria por un lapso de más de una décima de segundo. Este hecho es importantísimo para la ciencia ya que abre un campo que, al menos en la práctica, era desconocido y podría proporcionar energía en cantidades inmensas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Organización_Europea_para_la_Investigación_Nuclear

ANÁLISIS | Un investigador del CSIC explica las claves del proyecto

¿Para qué sirve el LHC?

Miguel Ángel Sanchís Lozano |

Actualizado viernes 02/04/2010 04:36 horas

En cierta ocasión a mediados del siglo XIX, sir William Gladstone, entonces primer ministro británico, preguntó intrigado al científico Michael Faraday sobre la utilidad de aquellos extraños fenómenos sobre los que estaba investigando. La respuesta de Faraday fue que lo desconocía en ese momento, pero que al cabo de unos años su gobierno probablemente ya los habría gravado con un impuesto. No iba muy descaminado: Faraday estudiaba la corriente eléctrica y el magnetismo. Es ese un tipo de pregunta que se plantea con frecuencia de modo crítico a los investigadores en ciencias básicas, generalmente con una insuficiente perspectiva de futuro.

¿Para qué ha servido que Copérnico, Galileo, Brahe, Kepler y otros muchos astrónomos pasaran horas y horas observando los astros en el firmamento, o estableciendo con paciencia infinita las leyes que rigen su movimiento? Baste con decir que las predicciones meteorológicas modernas se basan en las imágenes por satélite, en el radar…

'¿Acaso puede alguien pensar en poner un satélite en órbita sin conocer las leyes de Newton, o diseñar una estación de radar sin entender las leyes del electromagnetismo?'

¿Acaso puede alguien pensar en poner un satélite en órbita sin conocer las leyes de Newton, o diseñar una estación de radar sin entender las leyes del electromagnetismo?

El LHC (siglas en inglés de 'Large Hadron Collider') es un gran proyecto de ciencia básica en el que intervienen miles de científicos e ingenieros de cientos de laboratorios y universidades de todo el mundo, como un ejemplo de cooperación pacífica internacional. Su finalidad es explorar y extender la frontera del conocimiento de la física (que deriva del griego physis, naturaleza) haciendo colisionar protones que circulan a velocidades cercanas a la luz en sentidos opuestos a lo largo de un anillo de unos 27 kilómetros de circunferencia, ubicado a 100 metros de profundidad cerca de la ciudad suiza de Ginebra. El conjunto del acelerador por el que circulan los haces de protones está enfriado a 271 grados Celsius bajo cero para conseguir que una intensa corriente eléctrica circule sin apenas resistencia por los imanes superconductores, creando un campo magnético que curva las trayectorias de los protones a lo largo del anillo.

Cuatro grandes experimentos

Son cuatro los grandes experimentos que se llevarán a cabo en el LHC, cubriendo diversos aspectos de la física de altas energías, complementándose y al mismo tiempo asegurando una adecuada comprobación cruzada de los resultados (cross check), fundamental en la ciencia. Además, experimentos programados en otros aceleradores más pequeños (como en las denominadas B factories) y, por supuesto, el extraordinario flujo de información procedente de la física de astropartículas, más los severos condicionantes impuestos por la astrofísica y la cosmología, implican que los resultados del LHC no deben contemplarse aisladamente, sino dentro de una amplia perspectiva de progreso científico y tecnológico.

Sin embargo y pese al importante impacto mediático que ha tenido y tiene el LHC, en parte propiciado por la película 'Ángeles y Demonios' y un desgraciado accidente que tuvo lugar a finales de 2008 como consecuencia de una fuga de helio líquido, existe un gran desconocimiento sobre los objetivos de la investigación por parte del público en general e, incluso, por científicos de otras áreas de conocimiento; y no es de extrañar.

'Existe un gran desconocimiento sobre los objetivos de la investigación por parte del público e, incluso, por científicos'

Ciertamente no resulta fácil, por ejemplo, explicar porqué el LHC permitirá conocer los instantes posteriores al 'Big Bang', la gran explosión que se supone creó el universo hace unos 13.700 millones de años, pese a que la energía de cada protón acelerado no supera la energía cinética en vuelo de un mosquito. ¿Podrían dos mosquitos chocando entre sí producir semejante explosión? Sin duda no, pero si concentramos la energía en una pequeñísima región del espacio al colisionar dos protones de frente, entonces la densidad de energía liberada puede en efecto recrear las condiciones del universo primitivo, una minúscula fracción de segundo tras el Big Bang.

Futuras aplicaciones en diversos campos

Así, podrían emerger nuevas 'especies' de partículas muy pesadas hasta ahora desconocidas a partir de una colisión violenta entre protones, desintegrándose rápidamente pero dejando una 'lluvia de partículas ordinarias' que atravesarán los detectores, creando una huella electrónica para un detenido estudio posterior mediante el GRID, un revolucionario sistema de computación que involucra decenas de miles de ordenadores situados en todo el planeta conectados por Internet. El GRID podrá aplicarse en el futuro a campos muy diversos de la ciencia, como meteorología, biomedicina y farmacología, ciencias de la Tierra…

Es posible, sin embargo, que no todas esas nuevas partículas sean inestables, y alguna podría ser el constituyente básico de la materia oscura, descubierta mediante el estudio de la dinámica de galaxias.

'El 'bosón de Higgs' podría ser una nueva revolución científica como la teoría de la relatividad de Einstein en su momento.

Lo pequeño y lo grande se presentan como facetas complementarias de un conocimiento común de la naturaleza.

Precisamente conocer la razón por la que las masas de las partículas en la naturaleza son tan diversas es uno de los objetivos básicos del LHC: el descubrimiento del 'bosón de Higgs', último eslabón que falta del paradigma actual de la física de partículas y nuclear. El bosón de Higgs no es partícula de materia (como podría ser el electrón), ni de interacción (como podría ser el fotón); a veces se la ha denominado como la partícula de Dios. Se argumenta que el 'bosón de Higgs' podría ser, de hecho, un portal hacia la llamada Nueva Física, una nueva revolución científica como pudo ser la teoría de la relatividad de Einstein en su momento.

En tal sentido, en el LHC se podrían crear miniagujeros negros en las colisiones entre protones sólo si la gravedad se hace mucho más fuerte que lo esperado a distancias muy cortas, lo cual implica la existencia de dimensiones espaciales extra (más allá de las tres habituales), una fantástica posibilidad de ciertas teorías físicas (como la teoría de cuerdas) que supera cualquier ficción.

¡Para nada es aburrido el LHC!

'No sabemos con certeza qué fascinantes descubrimientos nos aguardan aunque lo sospechamos'

Pero tranquilos, tales miniagujeros negros, si se produjeran, han de evaporarse emitiendo partículas ordinarias casi al instante de formarse, como predijo Stephen Hawking. No hay peligro alguno.

Si acelerador, detectores y sistemas de computación del LHC funcionan correctamente en el futuro, como es de esperar, no sabemos con certeza hoy por hoy qué fascinantes descubrimientos y nuevas ideas nos aguardan en esta aventura del saber, aunque lo sospechamos: materia y energía oscuras, miniagujeros negros y dimensiones 'extra' curvadas, supercuerdas...

Tras unos años de funcionamiento del LHC, sin duda sabremos bastante más sobre la naturaleza, y eso nos hará más sabios, es decir más 'personas'. Al fin y al cabo, nuestra especie se denomina Homo Sapiens.

Miguel Ángel Sanchis Lozano es catedrático de Física Teórica de la Universitat de València, miembro del Instituto de Física Corpuscular e investigador del CSIC.

http://www.elmundo.es/elmundo

/2010/04/01/ciencia/1270120042.html

El LHC encuentra "evidencias" de la 'partícula dios'

Dos experimentos rivales atisban el bosón de Higgs, el objetivo más buscado de la física. Los datos aún no bastan para saber si existe

NUÑO DOMÍNGUEZ Madrid 13/12/2011 16:19 Actualizado: 14/12/2011 04:19

La partícula más buscada de la física, el bosón de Higgs, ha vuelto a escaparse de sus perseguidores, pero estos no podrían estar más contentos. Sus últimos datos, presentados ayer en Ginebra, indican "evidencias" de que la llamada partícula dios aquella que explicaría el origen de la masa de otras partículas elementales existe y han acotado al máximo el lugar en el que puede esconderse.

El higgs es la última pieza que falta para entender el comportamiento de las partículas que componen los átomos y explicar así cómo surgió el universo tras el Big Bang. Los datos presentados ayer, obtenidos gracias al Gran Colisionador de Hadrones (LHC), ofrecen pruebas significativas de la partícula, pero no bastan para reclamar su "descubrimiento" ni el Nobel que lleva pegado.

El higgs servirá para entender el comportamiento de las partículas

"No lo hemos encontrado aún ni tampoco hemos excluido su existencia, así que sigan a la escucha", explicó ayer Rolf Heuer, jefe del laboratorio europeo CERN que gestiona el LHC durante una rueda de prensa en la que quiso más que nunca hacer gala del dicho inglés: Hold your horses (calmen a sus caballos).

Ayer se presentaron los últimos datos de CMS y ATLAS, los dos detectores rivales del CERN cuyos cientos de científicos se disputan el higgs. Es una cacería de impecables caballeros y, como tales, ambos grupos publicaron sus resultados hombro con hombro y ante una concurrida audiencia en el auditorio del CERN. En los últimos días, los rumores de que ayer se aportarían evidencias de la existencia del higgs habían generado una gran expectación en internet.

La primera en hablar fue Fabiola Gianotti, portavoz de ATLAS. Al igual que sus rivales del CMS, el equipo de Gianotti utiliza un detector de unos siete pisos de alto que disecciona colisiones entre grupos de protones que viajan a casi la velocidad de la luz. Los choques revientan esos protones haciendo aflorar sus componentes indivisibles. Son millones de partículas elementales entre las que Gianotti y los suyos buscan el higgs. Este componente es la pieza perdida de un puzle llamado modelo estándar, una teoría que explica casi a la perfección el comportamiento de las partículas elementales y que, de confirmarse, podría explicar cómo tras el Big Bang esas partículas se unieron para hacer protones, electrones, átomos, moléculas y así hasta llegar a Gianotti y su audiencia 13.700 millones de años después.

Los científicos creen que tendrán una solución a finales de 2012

La clave para que todo eso suceda, ese casi que falta para cuadrar el modelo estándar, es la masa. Las partículas elementales, según esta teoría, tienen masa, y el responsable de ella sería el bosón de Higgs.

"Encontrarlo es el descubrimiento del siglo XXI", resume Alberto Ruiz, físico español que trabaja en el LHC. "Es la partícula más buscada de la física y su descubrimiento es un Nobel cantado", resume.

Para encontrarlo hay que adivinar la masa del bosón, algo que los físicos del CERN llevan años intentando, primero con aceleradores como el LEP y después con máquinas tope gama como el LHC.

«Encontrarlo es el descubrimiento del siglo XXI», dice un físico español

El LEP demostró que la masa del higgs no podía ser menor que 115 gigaelectronvoltios (GeV), la unidad que se usa en el mundo de las partículas elementales, billones de veces menores que un centímetro. El Tevatron de EEUU, que fue durante años el acelerador de partículas más potente del mundo, demostró a su vez que el higgs tampoco estaba entre el rango más pesado de 155 y 180 GeV. Después llegó el LHC, que estrechó ese cerco a entre 115 y 140.

Ayer Gianotti redujo ese cerco aún más. Sus datos sitúan al higgs entre 116 y 130, la horquilla más precisa que se ha aportado hasta la fecha. Aún más interesante es la anomalía que ATLAS observa justo en la masa 126 GeV, donde observan la presencia del higgs con una confianza de unos tres sigma (99,7%). Para los físicos, esto supone una "evidencia", pero no un descubrimiento, para lo que hace falta cinco sigma, un margen de error de sólo uno entre diez millones.

"Sería muy amable por parte del higgs que se esté escondiendo aquí", suspiró ayer Gianotti, que sin embargo fue taxativa durante la rueda de prensa posterior a su presentación: "Con los datos actuales no se puede concluir que la partícula existe".

Coincidencias

Guido Tonelli, del equipo de CMS, tomó luego la palabra para aportar su propio rango: el higgs se esconde en masas de entre 115 y 127. Pero de nuevo, lo más interesante es un pico de presencia del higgs que se acumula en 124 GeV y que tiene un rango de confianza similar al del ATLAS. Evidencia, pero no Nobel.

Para atar el descubrimiento habrá que esperar a los cinco sigmas, algo que, al ritmo actual, no debe esperarse hasta "antes de verano de 2012", según Ruiz. "Si esta fuera la masa real del higgs, lo que estamos viendo es el comienzo", explica.

"Los resultados son muy prometedores; ambos equipos apuntan a la zona justa en la que el higgs debería estar", explicó ayer Stefan Söldner-Rembold, físico de la Universidad de Manchester (Reino Unido) que trabaja en el Tevatron. Los resultados de ayer podrían devolverle algo de vida a este acelerador, que cerró en septiembre tras 14 años en servicio. Sus datos acumulados sobre la partícula dios en masas ligeras podrían ahora confirmar o desmentir una señal entre 124 y 126 GeV. "Ese análisis se está haciendo ahora y es posible que se presente en la conferencia de invierno que celebraremos en marzo", explica Ruiz, que trabajó en el Tevatron durante años.

Cinco higgs

Pero la caza no acabará en 2012 sino que seguirá durante décadas. El LHC dirá el próximo año si el higgs existe, pero habrá que confirmar si se trata del tipo de partícula que cuadra con el modelo estándar o si, por el contrario, es un bosón alienígena que apunta a un origen de la masa diferente al predicho por la teoría.

El higgs de poca masa que parece estar aflorando también es compatible con una teoría alternativa al modelo estándar. "Un bosón ligero puede estar apuntando a la supersimetría, que dice que hay no uno, sino cinco bosones de Higgs", advirtió ayer Celso Martínez Rivero, investigador del CMS. Las señales a 124 y 126 GeV que se han observado "podrían indicar varios higgs", explica Carmen García, investigadora del CSIC que trabaja con el equipo de ATLAS. El LHC no bastará para desentrañar este dilema. Para afinar las propiedades del higgs hará falta el ILC, la nueva gran máquina de la física de partículas que, en 2020, pretende relevar al LHC.

http://www.publico.es/ciencias/411961/el-lhc-encuentra-evidencias-de-la-particula-dios

Primera observación directa

Un experimento del LHC alumbra por qué la materia venció a la antimateria

MADRID, 1 Mar. (EUROPA PRESS) -

El experimento LHCb del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) ha publicado la primera observación directa de la ruptura de la simetría materia-antimateria (fenómeno que se conoce en Física como 'violación CP') en las desintegraciones del mesón Bs, es decir, se abre la puerta a la respuesta de por qué la materia ganó a la antimateria.

Según ha explicado el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), se trata de la primera vez que se observa este fenómeno en este tipo de partícula. Hasta ahora se había observado el fenómeno en otra partícula similar, hallazgo que le valió el Premio Nobel a los físicos japoneses Kobayashi y Maskawa en 2008.

La colaboración LHCb, en la que hay grupos de la Universidad de Santiago de Compostela, Universidad de Barcelona y la Universidad Ramón Llull, está diseñada para estudiar la ruptura de la simetría entre materia y antimateria.

Según la teoría, en el Big Bang se crearon iguales cantidades de materia y de antimateria (una especie de réplica idéntica a la materia en todo excepto en su carga eléctrica, que es negativa). Si se hubiera mantenido la simetría, materia y antimateria deberían haberse aniquilado entre sí, pero en algún punto se ha producido una asimetría por lo que la materia 'venció' a la antimateria y formó los átomos que componen galaxias, estrellas, planetas y todo lo que existe. Ésta es la teoría, pero los científicos aún no saben por qué.

Ahora, LHCb ha observado por primera vez de forma directa la ruptura de la simetría CP en las desintegraciones del mesón Bs, que contiene en su composición un quark pesado beauty (b) y un antiquark strange (s) --la primera forma la materia ordinaria de la que está compuesto el Universo es básicamente protones y neutrones y las otras dos están formadas por el quark charm (c) y el strange (s), y por los quarks muy pesados como el beauty (b) y el top (t)--.

Puede verse a simple vista en los datos tomados en 2011 por LHCb cómo el ritmo de desintegración de este mesón y el de su antipartícula difieren en una cantidad del 27 por ciento, lo que supone, según ha señalado el CPAN, una significacion estadística superior a tres desviaciones típicas o sigmas, que los científicos consideran suficiente para mostrar una primera evidencia de esta asimetría.

La observación de LHCb tiene gran importancia porque es la primera vez que se observa la ruptura directa de la simetría materia-antimateria en transiciones entre quarks que involucran todas las formas conocidas. Además, pone de manifiesto que las asimetrías materia-antimateria observadas en las desintegraciones de los quarks b siguen siendo muy intensas cuando se observan otras réplicas distintas de las observadas hasta ahora.

Los expertos han indicado que es pronto para saber con exactitud si las medidas realizadas encajan bien dentro del Modelo Estándar de Física de Partículas, la teoría que describe las partículas fundamentales y sus interacciones, o bien suponen nueva física, ya que ello requiere cálculos teóricos detallados y comparaciones con otras medidas relacionadas.

La teoría de Kabayashi-Maskawa del Modelo Estándar (Nobel 2008) tiene un déficit importante a la hora de explicar la creación de las galaxias, formadas casi exclusivamente por materia, sin apenas antimateria. Las medidas actuales proporcionan nueva evidencia de una violación CP elevada en réplicas de quarks hasta ahora inexploradas.

http://www.europapress.es/sociedad/ciencia/noticia-experimento-lhc-alumbra-materia-vencio-antimateria-20120301181338.html

http://www.lhc-closer.es/php/index.php?i=2&s=1&p=1&e=0

El Gran Colisionador de Hadrones, GCH (en inglés Large Hadron Collider, LHC) es un acelerador y colisionador de partículas ubicado en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, sigla que corresponde a su antiguo nombre en francés: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), cerca de Ginebra, en la frontera franco-suiza. Fue diseñado para colisionar haces de hadrones, más exactamente de protones, de hasta 7 TeV de energía, siendo su propósito principal examinar la validez y límites del Modelo Estándar, el cual es actualmente el marco teórico de la física de partículas, del que se conoce su ruptura a niveles de energía altos.

Dentro del colisionador dos haces de protones son acelerados en sentidos opuestos hasta alcanzar el 99,99% de la velocidad de la luz, y se los hace chocar entre sí produciendo altísimas energías (aunque a escalas subatómicas) que permitirían simular algunos eventos ocurridos inmediatamente después del big bang.

El LHC es el acelerador de partículas más grande y energético del mundo.1 Usa el túnel de 27 km de circunferencia creado para el Gran Colisionador de Electrones y Positrones (LEP en inglés) y más de 2000 físicos de 34 países y cientos de universidades y laboratorios han participado en su construcción.

Una vez enfriado hasta su temperatura de funcionamiento, que es de 1,9 K (menos de 2 grados por encima del cero absoluto o −271,15 °C), los primeros haces de partículas fueron inyectados el 1 de agosto de 2008,2 y el primer intento para hacerlos circular por toda la trayectoria del colisionador se produjo el 10 de septiembre del año 2008.3 Aunque las primeras colisiones a alta energía en principio estuvieron previstas para el 21 de octubre de 2008,4 el experimento fue postergado debido a una avería que produjo la fuga del helio líquido que enfría uno de los imanes superconductores.n. 1

A fines de 2009 se volvió a poner en marcha, y el 30 de noviembre del 2010 se convirtió en el acelerador de partículas más potente al conseguir energías de 1,18 TeV en sus haces, superando el récord anterior de 0,98 TeV establecido por el Tevatrón estadounidense.5 El 30 de marzo de 2010 las primeras colisiones de protones del LHC alcanzaron una energía de 7 TeV (al chocar dos haces de 3,5 TeV cada uno) lo que significó un nuevo récord para este tipo de ensayos. En 2012 el LHC empezó a funcionar a 4 TeV por haz y al finalizar ese año entrará en parada durante 20 meses para realizar las mejoras necesarias para la operación a la energía máxima de 7 TeV por haz; la reapertura está prevista para finales de 2014.6

Teóricamente se espera que este instrumento permita confirmar la existencia de la partícula conocida como bosón de Higgs, a veces llamada “partícula de la masa”. La observación de esta partícula confirmaría las predicciones y "enlaces perdidos" del Modelo Estándar de la física, pudiéndose explicar cómo las otras partículas elementales adquieren propiedades como la masa.7

Verificar la existencia del bosón de Higgs sería un paso significativo en la búsqueda de una teoría de la gran unificación, que pretende relacionar tres de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas, quedando fuera de ella únicamente la gravedad. Además este bosón podría explicar por qué la gravedad es tan débil comparada con las otras tres fuerzas.n. 2 Junto al bosón de Higgs también podrían producirse otras nuevas partículas cuya existencia se ha predicho teóricamente, y para las que se ha planificado su búsqueda,9 como los strangelets, los micro agujeros negros, el monopolo magnético o las partículas supersimétricas.10

Experimentos

Parte del túnel del LHC situada debajo del LHC P8, cerca del LHCb.

Los protones se acelerarán hasta tener una energía de 7 TeV cada uno (siendo el total de energía de la colisión de 14 TeV). Se están construyendo 5 experimentos para el LHC. Dos de ellos, ATLAS y CMS, son grandes detectores de partículas de propósito general. Los otros tres, LHCb, ALICE y TOTEM, son más pequeños y especializados. El LHC también puede emplearse para hacer colisionar iones pesados tales como plomo (la colisión tendrá una energía de 1150 TeV). Los físicos confían en que el LHC proporcione respuestas a las siguientes cuestiones:

El significado de la masa (se sabe cómo medirla pero no se sabe qué es realmente).

La masa de las partículas y su origen (en particular, si existe el bosón de Higgs).

El origen de la masa de los bariones.

Número de partículas totales del átomo.

A saber el porqué tienen las partículas elementales diferentes masas (es decir, si interactúan las partículas con un campo de Higgs).

El 95% de la masa del universo no está hecha de la materia que se conoce y se espera saber qué es la materia oscura.

La existencia o no de las partículas supersimétricas.

Si hay dimensiones extras, tal como predicen varios modelos inspirados por la Teoría de cuerdas, y, en caso afirmativo, por qué no se han podido percibir.

Si hay más violaciones de simetría entre la materia y la antimateria.

Recrear las condiciones que provocaron el Big Bang.11

El LHC es un proyecto de tamaño inmenso y una enorme tarea de ingeniería. Mientras esté encendido, la energía total almacenada en los imanes es 10 gigajulios y en el haz 725 megajulios.

El detector CMS del LHC.

Tanques de helio.

Red de computación

La red de computación (Computing Grid en inglés) del LHC es una red de distribución diseñada por el CERN para manejar la enorme cantidad de datos que serán producidos por el Gran Colisionador de Hadrones. Incorpora tanto enlaces propios de fibra óptica como partes de Internet de alta velocidad.

El flujo de datos provisto desde los detectores se estima aproximadamente en 300 Gb/s, que es filtrado buscando "eventos interesantes", resultando un flujo de 300 Mb/s. El centro de cómputo del CERN, considerado "nivel 0" de la red, ha dedicado una conexión de 10 Gb/s.

Se espera que el proyecto genere 27 Terabytes de datos por día, más 10 TB de "resumen". Estos datos son enviados fuera del CERN a once instituciones académicas de Europa, Asia y Norteamérica, que constituyen el "nivel 1" de procesamiento. Otras 150 instituciones constituyen el "nivel 2".

Se espera que el LHC produzca entre 10 a 15 Petabytes de datos por año. Para controlar la configuración primaria para las máquinas de la red de ordenadores del LHC se utiliza una distribución científica del sistema operativo Linux llamada Scientific Linux. Esta red se utiliza para recibir y distribuir los datos a los 100.000 CPU de todo el mundo que constituyen los niveles 1 y 2 de procesamiento.12

Presupuesto

La construcción del LHC fue aprobada en 1995 con un presupuesto de 2600 millones de Francos suizos (alrededor de 1700 millones de euros), junto con otros 210 millones de francos (140 millones €) destinados a los experimentos. Sin embargo, este coste fue superado en la revisión de 2001 en 480 millones de francos (300 millones de €) en el acelerador, y 50 millones de francos (30m €) más en el apartado para experimentos.13 Otros 180 millones de francos (120m €) más se han tenido que destinar al incremento de costes de las bobinas magnéticas superconductoras. Y todavía persisten problemas técnicos en la construcción del último túnel bajo tierra donde se emplazará el Solenoide compacto de muones (CMS). El presupuesto de la institución aprobado para 2008, es de 660.515.000 euros para un total de 53.929.422 euros.

El recorte de fondos previsto para el año 2011 es de 15 millones de francos suizos dentro de los 1.100 millones de euros del presupuesto total, lo que representaría menos del 1,5 por ciento de inversión anual; al año siguiente un dos por ciento; así hasta ahorrar 262 millones de euros para 2015.14 15

El delegado científico de España en el CERN, Carlos Pajares, ha asegurado que el Gran Colisionador de Hadrones o LHC no se verá afectado por el recorte de fondos previsto por la institución científica ante la crisis económica.14 15

"Todos los países dijimos que no había que tocar el programa del LHC y es lo que se hizo. El director general ha enviado un mensaje a toda la comunidad científica diciendo que el CERN se ha apretado el cinturón igualmente pero el LHC no va a sufrir", ha señalado Carlos Pajares.14 15

Alarmas sobre posibles catástrofes

Desde que se proyectó el Gran Colisionador Relativista de Iones (RHIC), el estadounidense Walter Wagner y el español Luis Sancho16 denunciaron ante un tribunal de Hawái al CERN y al Gobierno de Estados Unidos, afirmando que existe la posibilidad de que su funcionamiento desencadene procesos que, según ellos, serían capaces de provocar la destrucción de la Tierra. Sin embargo su postura es rechazada por la comunidad científica, ya que carece de cualquier respaldo matemático que la apoye.

Los procesos catastróficos que denuncian son:17

La formación de un agujero negro estable.

La formación de materia extraña supermasiva, tan estable como la materia ordinaria.

La formación de monopolos magnéticos (previstos en la teoría de la relatividad) que pudieran catalizar el decaimiento del protón.

La activación de la transición a un estado de vacío cuántico.

A este respecto, el CERN ha realizado estudios sobre la posibilidad de que se produzcan acontecimientos desastrosos como microagujeros negros18 inestables, redes, o disfunciones magnéticas.19 La conclusión de estos estudios es que "no se encuentran bases fundadas que conduzcan a estas amenazas".20 21

Resumiendo:

En el hipotético caso de que se creara un agujero negro, sería tan infinitamente pequeño que podría atravesar la Tierra sin tocar ni un solo átomo, ya que el 95% de estos son espacios vacíos. Debido a esto, no podría crecer y alcanzaría el espacio, donde su probabilidad de chocar contra algo y crecer, es aún más pequeña.[cita requerida]

El planeta Tierra está expuesto a fenómenos naturales similares o peores a los que serán producidos en el LHC.

Los rayos cósmicos alcanzan continuamente la Tierra a velocidades (y por tanto energías) enormes, incluso varios órdenes de magnitud mayores a las producidas en el LHC.

El Sol, debido a su tamaño, ha recibido 10.000 veces más.

Considerando que todas las estrellas del universo visible reciben un número equivalente, se alcanzan unos 1031 experimentos como el LHC y aún no se ha observado ningún evento como el postulado por Wagner y Sancho.

Durante la operación del colisionador de iones pesados relativistas (RHIC) en Brookhaven (EE. UU.) no se ha observado ni un solo strangelet. La producción de strangelets en el LHC es menos probable que el RHIC, y la experiencia en este acelerador ha validado el argumento de que no se pueden producir strangelets.

Estos argumentos no impidieron que hubiera revueltas e incluso un suicidio por temor al fin del mundo cuando LHC lanzó su primera partícula el 10 de septiembre del 2008.22

http://es.wikipedia.org/wiki/Gran_colisionador_de_hadrones

http://www.particleadventure.org/spanish/index.html

http://aliceinfo.cern.ch/Public/Welcome.html

http://atlas.ch/

http://cms.web.cern.ch/

http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/

http://totem-experiment.web.cern.ch/totem-experiment/

http://public.web.cern.ch/public/en/LHC/LHCf-en.html

Vídeo:

Web recomendada: http://public.web.cern.ch/public/en/LHC/LHC-en.html

Contador: 6038

Inserción: 2012-05-30 13:34:40

 

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