Large Hadron Collider - LHC

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Text of Large Hadron Collider - LHC

Presentacin de una novedad

Gran Colisionador de Hadrones (LHC)

Aplicaciones Informticas 1 Polimodal
(AI1POL 2008)

Profesor: Mario maval Valentini

Significado de la Sigla

LHC en ingles significa Large Hadron Collider, pero al traducirlo al espaol la sigla es GCH (Gran Colisionador de Hadrones).Por eso tambin es conocido como GCH/LCH

Otra Caracterstica del LHC es...

...que el LHC tambin es conocido como La Maquina de Dios ya que supuestamente va a cerciorar si los indicios experimentales de la existencia del Bosn de Higgs* o tambin llamado como La partcula Divina

Ubicacin del LHC

En la denominada Conseil Europen pour la Recheche Nuclaire* en Ginebra, Suiza.

Objetivo del GCH

Se diseo con el propsito de colisionar haces de hadrones* o mejor dicho protones de 7 Tev*.

Siendo su tarea principal examinar la validez y lmites del Modelo Estndar*, del que se conoce su ruptura a altos niveles de energa.

Los protones acelerados a velocidades casi totales de c*, que chocan entre si opuestamente, produciran altsimas energas a escalas subatmicas, que permitiran simular algunos hechos sucedidos antes o despus del big bang

El LHC ahora:

Los primeros haces de partculas han sido inyectados el 1 de Agosto de 2008.El 1 intento de que los haces de partculas circulen por toda la estructura fue el 10 de Septiembre de este ao

En este momento el LHC esta enfrindose hasta llegar a una temperatura de 1,9 kelvin*.El LHC har las primeras colisiones de haces de partculas, despus de su inauguracin oficial el da 21 de Octubre de 2008.

Experimentos del GCH

Los protones se acelerarn hasta tener una energa de 7 TeV cada uno (siendo el total de energa de la colisin de 14 TeV).Se estn construyendo 5 experimentos para el LHC. Dos de ellos, ATLAS y CMS, son grandes detectores de partculas de propsito general. Los otros tres, LHCb, ALICE y TOTEM, son ms pequeos y especializados.

Experimentos del LHC:
A Toroidal LHC ApparatuS (Atlas)

En el proyecto estn implicados unos 2000 cientficos e ingenieros de 151 instituciones pertenecientes a 34 pases diferentes. De este experimento se espera que detecte partculas muy masivas no detectables anteriormente, que operaban a menores energas, y que aporte luz a nuevas teoras fsicas ms all del Modelo Estndar.

Experimentos del LHC:
Large Hadron Collider beauty experiment (LHCb)

Experimento especializado en fsica del quark b, algunos de cuyos objetivos son la medida de parmetros de violacin de simetria CP en las desintegraciones de hadrones que contengan dicho quark o la medida de precisin de las fracciones de desintegracion ("branching ratios") de algunos procesos extremadamente infrecuentes.

Experimentos del LHC:
Compact Muon Solenoid (CMS)

Este experimento competira con el ATLAS en la recopilacin de informacin.En su construccin han colaborado unas 2.600 personas procedentes de 180 institutos cientficos diferentes.Buscara evidencias fsicas ms all del modelo estndar, como la supersimetra o dimensiones espaciales extra y estudiara aspectos de colisiones de iones pesados.

Otros Experimentos del LHC:

Large Hadron Collider froward (LHCf): Es para estudiar las partculas generadas en el "adelante" regin de la colisin, los casi directamente en lnea con la colisin de protones de Vigas.

Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation (TOTEM): El detector se utilizarn para medir la seccin transversal total, dispersin elstica y difractivas procesos.

A Large Ion Collider Experiment (ALICE): Se est optimizado para el estudio de iones pesados colisiones. Pb-Pb ncleos colisiones, se van a estudiar en un centro de masa de energa de 5,5 TeV por nuclen.

El LHC tambin puede emplearse para hacer colisionar iones pesados tales como plomo (la colisin tendr una energa de 1150 TeV). Los fsicos confan en que el LHC proporcione respuestas a las siguientes cuestiones (ver prxima diapositiva):

Se espera que el LHC de respuesta a las siguientes cuestiones:

Qu es la masa (se sabe cmo medirla pero no se sabe qu es realmente)

El origen de la masa de las partculas (en particular, si existe el bosn de Higgs)

El origen de la masa de los bariones*

Cuntas son las partculas totales del tomo

Por qu tienen las partculas elementales diferentes masas (es decir, si interactan las partculas con un campo de Higgs*)

El 95% de la masa del universo no est hecho de la materia que se conoce y se espera saber qu es la materia oscura*.

La existencia o no de las partculas. supersimtricas.

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

Si hay ms violaciones de simetra entre la materia y la antimateria*.

La aceleracin de partculas ya se utiliza para el estudio del cncer y el cerebro

La instalacin del proyecto ha obligado a desarrollar un Internet de nueva generacin.

Peligros del LHC

El LHC es un proyecto de tamao inmenso y posee una potencialmente peligrosa, tarea de ingeniera. Mientras est encendido, la energa total almacenada en los imanes es 10 gigaJoules* y en el haz 725 megaJoules. La prdida de slo un 10-7 en el haz es suficiente para iniciar un 'quench'* . En este momento, toda la energa del haz puede disiparse en ese punto, lo que es equivalente a una explosin.

Computing Grid

O red de computacin, en espaol.Es una red de distribucin diseada por el CERN para manejar la enorme cantidad de datos que sern producidos por el LHC.Tiene enlaces propios de fibra ptica* como partes de Internet.

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

Se espera que el proyecto genere 27 Terabytes(TB) de datos por da, ms 10 TB de resumen. Estos datos son enviados fuera del CERN a once instituciones acadmicas de Europa, Asia y Norteamrica, 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(PB) de datos por ao.

$Costo$

La construccin del LHC fue aprobada en 1995 con un presupuesto de 1700 millones de , junto con otros 140 millones destinados a los experimentos. Pero, este coste fue superado en la revisin de 2001 en 300 millones de en el acelerador, y 30 millones de ms en el apartado para experimentos.

Otros 120 millones de ms se han tenido que destinar al incremento de costes de las bobinas magnticas superconductoras.El presupuesto de la institucin aprobado para 2008, es de 660.515.000 euros de los que Espaa aportar el 8,3%, un total de 53.929.422 euros.

El proyecto anterior:
El LEP

Large Electron-Positron collider, acelerador-colisionador de electrones(e-) y positrones(e+) circular de unos 27 km de longitud, situado a 100 m bajo tierra en la frontera entre Francia y Suiza. Era el ltimo paso del complejo de aceleradores del CERN.

Gran Colisionador de Electrones-Positrones

En l los e+ y e- eran inyectados y acelerados hasta la energa final de colisin mediante el uso de cavidades de radiofrecuencia.Un sistema de imanes dipolares curvaba los haces de electrones y positrones obligndoles a seguir una trayectoria circular.

En el LEP, los electrones y los positrones circulaban en sentidos opuestos a velocidades relativistas (cercanas a c , agrupados en paquetes (bunches) de aproximadamente 1.6 cm de longitud y una seccin de 0.3 0.01 mm.

Actualmente, parte de LEP fue usado en el GCH/LHC

Alertas sobre posibles catastrofes y problemas del GCH/LHC

Ademas desde que hubo problemas en proyectos anteriores parecidos a este, como el Tevatrn o el Realtivistic Heavy Ion Collider (RHIC), Walter Wagner (USA) y Luis Sancho (Espaa) denunciaron en Hawaii ante al CERN y al Gobierno de los Estados Unidos que el GCH/LHC destruya a toda el universo pero este argumento no posee respaldo matemtico, la comunidad cientfica no acepta la teora

Posibles catastrofes que han sido alertadas:

La creacion de un microagujero negro inestable:aunque la existencia de agujeros negros con la masa de o es hipotetica aunque aparatos como el LHC, aceleradores de particulas se podria crear uno de tal magnitud.Pero esto siempre es variable resultado ya que hay varias constantes como la longitud de Plank, la longitud de onda de Compton o el radio de Schwarzchild

La creacion de materia exotica supermasiva, tan estable como la materia normal:la materia extraa es una forma particular de un liquido de quarks arriba, abajo y extraos; esta materia a presiones muy altas o a presiones 0 se vuelve estable.En el caso de la ultima hay un tipo llamado strangelet, si uno de estos se formara y chocara contra la tierra pareceria un rayo cosmico.

Esto genera una hipotesis, ya que si uno de estos chocara con la tierra esta se convertiria catalizadamente en un strangelet y asi sucesivamente, habria mas strangelets volando por los aires y asi hasta que el planeta quedaria conformado como una nube caliente de strangelets.

Pero esto es solo una hipotesis no confirmada.

La creacin de monopolos magnticos que pudieran catalizar el decaimiento del protn:Un monopolo magntico es un partcula hiptetica que consiste en un imn con un solo polo magntico.Pero, un campo magntico tiene siempre asociados dos polos magnticos, como un imn. Si se corta un imn en dos partes, cada una tendr a su vez dos polos magnticos. Si se sigue el proceso el campo magntico que genera tiene, tambin, dos polos. Por