Gran Colisionador de Hadrones
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El Gran Colisionador de Hadrones (en inglés Large Hadron Collider o LHC, siglas por las que es generalmente conocido) es un
acelerador colisionador de partículas localizado en el
CERN, cerca de
Ginebra (en la frontera
franco-
suiza). El LHC se diseñó para colisionar haces de protones de 7
Tev de energía, siendo su propósito principal examinar la validez y límites del
Modelo Estándar, el que es actualmente el marco teórico de la física de partículas, del cual se conoce su ruptura a niveles de energía altos.
El LHC se convertirá en el acelerador de partículas más grande y energético del mundo.
[1] Más de 2000 físicos de 34 países y cientos de universidades y laboratorios han participado en su construcción.
Hoy en día el colisionador se encuentra enfriándose hasta que alcence su temperatura de funcionamiento, que es de 1.9 K (menos de 2 grados sobre el
cero absoluto o −271.25 °C). Los primeros haces de partículas fueron inyectados el 1 de agosto de 2008,
[2] el primer intento para hacer circular los haces por toda la trayectoria del colisionador se producirá el 10 de septiembre de 2008
[3] mientras que las primeras colisiones a alta energía tendrán lugar después de que el LHC se inaugure de forma oficial el 21 de octubre de 2008.
[4]Teóricamente se espera que, una vez en funcionamiento, se produzca la particula másica conocida como el
bosón de Higgs (a veces llamada "la partícula de Dios"
[5] ). La observación de esta partícula confirmaría las predicciones y "enlaces perdidos" del
Modelo estándar de la física, pudiendose explicar cómo adquieren las otras partículas elementales propiedades como su
masa.
[6] Verificar la existencia del bosón de Higgs sería un paso significativo en la búsqueda de una
Teoría de la gran unificación, teoría que pretende unificar 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. Junto al bosón de Higgs también podrían producirse otras nuevas partículas que fueron predichas teóricamente, y para las que se ha planificado su búsqueda,
[7] como los
strangelets, los
micro agujeros negros, el
monopolo magnético o las
partículas supersimétricas.
[8]El nuevo acelerador usa el túnel de 27
km de circunferencia creado para el Gran Colisionador de Electrones y Positrones (
LEP en inglés).
Experimentos
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 los siguientes temas:
Qué es la
masa (se sabe cómo medirla pero no se sabe qué es realmente)
El origen de la masa de las partículas (en particular, si existe el
bosón de Higgs)
El origen de la masa de los
barionesCuántas son las partículas totales del
átomoPor qué 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 hecho de la
materia que se conoce y se espera saber qué es la
materia oscuraLa 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
antimateriaEl LHC es un proyecto de tamaño inmenso y una enorme, y potencialmente peligrosa, tarea de ingeniería. Mientras esté encendido, la energía total almacenada en los imanes es 10
gigajulios y en el haz 725
megajulios. La pérdida de sólo un 10-7 en el haz es suficiente para iniciar un '
quench' (un fenómeno cuántico en el que una parte del superconductor puede perder la superconductividad). En este momento, toda la energía del haz puede disiparse en ese punto, lo que es equivalente a una explosión.
El detector
CMS del LHC
Red de computación (Computing Grid) [
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La red de computación (o 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 (LHC). 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 computo del CERN, considerado "Fila 0" de la red, ha dedicado una conexión de 10 Gb/s.
Se espera que el proyecto genere 27
Terabytes de datos por día, mas 10 TB de "resumen". Estos datos son enviados fuera del CERN a once instituciones académicas de Europa, Asia y Norteamérica, que constituyen la "fila 1" de procesamiento. Otras 150 instituciones constituyen la "fila 2".
Se espera que el LHC produzca entre 10 a 15
Petabytes de datos por año.
Coste
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.
[9] 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 tunel bajo tierra donde se emplazará el Solenoide de
Muones Compactos (
CMS).El presupuesto de la institución aprobado para 2008, es de 660.515.000 euros de los que España aportará el 8,3%, un total de 53.929.422 euros.
Alarmas catastrofistas
Desde que se proyectó el Gran Colisionador Relativista de Iones (
RHIC), el estadounidense Walter Wagner y el español
Luis Sancho [10] han afirmado que existe la posibilidad de que el funcionamiento del LHC desencadene procesos que, según ellos, serían capaces de provocar la destrucción no solo de la
Tierra sino incluso del
Universo entero. Sin embargo su postura es rechazada por la comunidad científica, ya que carece de cualquier respaldo matemático que la apoye.
Los posibles procesos catastróficos que anuncian son:
La creación de un
agujero negro inestable,
La creación de
materia exótica supermasiva, tan estable como la
materia ordinaria,
La creación 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 negros[11] inestables,
redes, o disfunciones magnéticas.
[12] La conclusión de estos estudios es que "No se encuentran bases fundadas que conduzcan a estas amenazas".
[13] [14]Resumiendo:
Nuestro planeta lleva expuesto a fenómenos naturales similares o peores a los que serán producidos en el LHC y, sin embargo, sigue existiendo.
Los
rayos cósmicos que alcanzan continuamente la Tierra han producido ya el equivalente a un millón de LHC, y la Tierra sigue existiendo.
El
Sol, debido a su tamaño, ha recibido 10.000 veces más y también sigue existiendo.
Considerando que todas las estrellas del universo visible reciben un número equivalente, se alcanzan unos 1031 experimentos como el LHC y aun no se ha observado ningún evento como el postulado por Wagner y Sancho (las estrellas y las galaxias aun existen).
Durante la operación del colisionador de iones pesados relativistas (
RHIC) en
Brookhaven (
EE.UU.) no se ha observado ni un sólo
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.
Obtenido de "
http://es.wikipedia.org/wiki/Gran_Colisionador_de_Hadrones"