el acelerador de partículas lhc - semana de la ciencia 2011

The Compact Muon Solenoid

Experiment at the LHC

Images of Assembly and Installation

Aceleradores de partículas: el LHC

Grupo experimental de Física de Altas Energías

Universidad de Oviedo

4,0%

23,0%

73,0%

¿Qué hay ahí fuera?

• Materia

• Materia oscura

• Energía oscura ?

Máquinas del tiempo

¿De qué estamos hechos?

¿De qué estamos hechos?

Gluones (8)

Quarks

Mesones Bariones Núcleos

Graviton ? Bosones (W,Z)

Atomos Luz Química Electrónica

Sisteme solar Galaxias Agujeros negros

Desintegración n Radioactividad beta Interacciones de los neutrinos Fusión en el sol

Fuerte Fotón

Gravitacional Débil

Grupo de Física Experimental de Altas Energías, U. Oviedo

Electromagnetica Tau

Muon

Electron

Tau Neutrino

Muon Neutrino

Electron Neutrino

-1

-1

-1

0

0

0

Bottom

Strange

Down

Top

Charm

Up

2/3

2/3

2/3

-1/3

-1/3

-1/3

cada quark: R , B , G 3 colores

Quarks Carga eléctrica

Leptones Carga eléctrica

¿De qué estamos hechos?

Gluones (8)

Quarks

Mesones Bariones Núcleos

Graviton ? Bosones (W,Z)

Atomos Luz Química Electrónica

Sisteme solar Galaxias Agujeros negros

Desintegración n Radioactividad beta Interacciones de los neutrinos Fusión en el sol

Fuerte Fotón

Gravitacional Débil

Grupo de Física Experimental de Altas Energías, U. Oviedo

Electromagnetica Tau

Muon

Electron

Tau Neutrino

Muon Neutrino

Electron Neutrino

-1

-1

-1

0

0

0

Bottom

Strange

Down

Top

Charm

Up

2/3

2/3

2/3

-1/3

-1/3

-1/3

cada quark: R , B , G 3 colores

Quarks Carga eléctrica

Leptones Carga eléctrica

quarks leptones

. . .

La masa de las partículas

La razón “podría” estar relacionada con

la existencia de una nueva partícula

llamada el “bosón de Higgs”

Esto es el LHC…

El experimento más grande del mundo

Miles de científicos de todo el mundo

CERN Summer Student Program 2009

•Se usan electroimanes dipolares para acelerar los

protones y mantener su trayectoria. Cada uno tiene

15m de longitud y pesa 35 Tm.

•Existen 20 km de estos imanes superconductores y

para enfriarlos a 1.9 K se usan 96 Tm de He

superfluido

•Se requieren campos magnéticos de 8.3 T para

mantener la trayectoria de los protones, cada uno con

una corriente de 11,700 A. En una casa familiar

medio se usan menos de 70 A.

Ensamblado de Imanes en el CERN

Test y ensamblado cryostático de los imanes

El Large Hadron Collider (LHC)

Un conjunto de cavidades de radiofrecuencia

El campo de aceleración es de 5 Millones de Voltios por metro Frecuencia 400 MHz

27 km de carrera hasta…

en el circuito más rápido del planeta

Los detectores más grandes y sofisticados jamás construidos

10 pisos de altura!!

Los detectores a escala…

ATLAS, en cambio, flota!!!!

Desafíos …

27 km 99.9999999%

la velocidad de la luz

40 000 000 colisiones por

segundo

El lugar más frío del universo

He líquido T = -271,3 C

El espacio más vacío del Sistema Solar

10-13 atmósferas, ¡diez veces menos que la presión de la Luna!

El lugar más caliente del universo

160 000 000 000 000 000 C

Los datos que nos interesan…

Analogía

Cámara digital de 100 Mpix 3-D

40M fotos/seg (de sucesos que

habrían ocurrido 1/100 de ns tras

el Big Bang)

Cada foto (~ MB)

- se toma en ~ 500 partes diferentes

- juntarlas todas utilizando un

‘switch’ de comunicaciones

- analizadas en una CPU

(en una granja de ~ 50000 cores)

Sólo unos pocos centenares se

almacenan

~ 10 PB/year

El sistema de computación más potente del mundo

Selección de sucesos: 1 in 10,000,000,000,000

Primer WW➝ µµ νν

Primer WW➝ µµ νν

Y esto, ¿para qué sirve?

Física médica

Superconductividad

¿Es el LHC peligroso?

Participación española

• España es miembro del CERN desde 1983 y aporta un 8,9% del total al organismo que gestiona el LHC, lo que la convierte en el quinto contribuyente de los 20 estados miembros. La aportación española es proporcional a su PIB y se sitúa detrás de Alemania, Reino Unido, Francia e Italia.

• El número de científicos españoles en el mayor laboratorio mundial de física de partículas es de alrededor de 550.

• Más de una decena de Universidades y Centros de Investigación participan en el LHC, y 35 empresas españolas participaron en su construcción.

• El Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN) es un proyecto Consolider - Ingenio 2010 financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación donde participan 26 grupos de investigación españoles y más de 400 científicos. Entre sus principales objetivos está promover la participación española de forma coordinada en grandes experimentos, además de contribuir a la divulgación de estas áreas de la física.

• Física de partículas en el instituto: http://www.i-cpan.es/eso