el acelerador de partículas lhc - semana de la ciencia 2011
DESCRIPTION
Presentación para la Semana de la Ciencia 2011 realizada por el Grupo de Física Experimental de Partículas de la Universidad de Oviedo sobre el Acelerador de Partículas LHCTRANSCRIPT
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