domingo, 14 de septiembre de 2008

PUESTA EN MARCHA DEL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES (LHC), 10-SEPT, 2008


El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es un gigantesco instrumento científico situado cerca de Ginebra, a caballo de la frontera franco-suiza, a unos 100 metros bajo tierra. Se trata de un acelerador de partículas, con el cual los físicos estudiarán las partículas más pequeñas conocidas: los componentes fundamentales de la materia. El LHC revolucionará nuestra comprensión del mundo, desde lo infinitamente pequeño, en el interior de los átomos, a lo infinitamente grande del Universo.





Dos haces de partículas subatómicas de la familia de los « hadrones » (protones o iones de plomo) circularán en sentido inverso en el interior del acelerador circular, almacenando energía cada vez. Haciendo entrar en colisión frontal los dos haces a una velocidad cercana a la de la luz y a muy altas energías, el LHC recreará las condiciones que existían justo después del Big Bang. Equipos de físicos del mundo entero analizarán las partículas resultantes de tales colisiones utilizando detectores especiales.




El miércoles día 10 de septiembre de 2008, ha sido puesto en marcha dicha colisión de partículas con el objetivo de investigar cómo fue el origen del Universo.


El Gran Colisionador de Hadrones (en inglés Large Hadron Collider o LHC, siglas por las que es generalmente conocido) es un acelerador de partículas (o acelerador y colisionador de partículas) ubicado en la actualmente denominada Organización Europea para la Investigación Nuclear (la sigla es la del nombre en francés de tal institución: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN), cerca de Ginebra, en la frontera franco-suiza.




El LHC se diseñó para colisionar haces de hadrones, más exactamente de protones de 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.Los protones acelerados a velocidades del 99% de c y chocando entre sí en direcciones diametralmente opuestas producirían altísimas energías (aunque a escalas subatómicas) que permitirían simular algunos eventos ocurridos durante o inmediatamente después del big bang.




El LHC se convertirá en el acelerador de partículas más grande y energético del mundo. 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 alcance 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, el primer intento para hacer circular los haces por toda la trayectoria del colisionador se produjo el 10 de septiembre de 2008 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.





Teóricamente se espera que, una vez en funcionamiento, se produzca la partícula másica conocida como el bosón de Higgs (a veces llamada "la partícula de Dios"). La observación de esta partícula confirmaría las predicciones y "enlaces perdidos" del Modelo estándar de la física, pudiéndose explicar cómo adquieren las otras partículas elementales propiedades como su masa. 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, como los strangelets, los micro agujeros negros, el monopolo magnético o las partículas supersimétricas.

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 las siguientes cuestiones:


1-Qué es la masa (se sabe cómo medirla pero no se sabe qué es realmente)

2-El origen de la masa de las partículas (en particular, si existe el bosón de Higgs)

3-El origen de la masa de los bariones

4-Cuántas son las partículas totales del átomo

5-Por qué tienen las partículas elementales diferentes masas (es decir, si interactúan las partículas con un campo de Higgs)

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

7-La existencia o no de las partículas supersimétricas

8-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

9-Si hay más violaciones de simetría entre la materia y la antimateria


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 gigaJoules y en el haz 725 megaJoules. 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.



RED DE COMPUTACIÓN

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 cómputo 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, más 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.

Créditos imágenes: CERN
Más información en las webs: Wikipedia, Google Notices, Astroseti.org