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
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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
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4,0%
23,0%
73,0%
¿Qué hay ahí fuera?
• Materia
• Materia oscura
• Energía oscura ?
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Máquinas del tiempo
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¿De qué estamos hechos?
![Page 6: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/6.jpg)
¿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
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¿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
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quarks leptones
. . .
La masa de las partículas
La razón “podría” estar relacionada con
la existencia de una nueva partícula
llamada el “bosón de Higgs”
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Esto es el LHC…
El experimento más grande del mundo
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Miles de científicos de todo el mundo
CERN Summer Student Program 2009
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•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.
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Ensamblado de Imanes en el CERN
![Page 13: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/13.jpg)
Test y ensamblado cryostático de los imanes
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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
![Page 15: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/15.jpg)
27 km de carrera hasta…
en el circuito más rápido del planeta
![Page 16: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/16.jpg)
Los detectores más grandes y sofisticados jamás construidos
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10 pisos de altura!!
![Page 19: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/20.jpg)
Los detectores a escala…
ATLAS, en cambio, flota!!!!
![Page 21: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/21.jpg)
Desafíos …
27 km 99.9999999%
la velocidad de la luz
40 000 000 colisiones por
segundo
![Page 22: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/22.jpg)
El lugar más frío del universo
He líquido T = -271,3 C
![Page 23: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/23.jpg)
El espacio más vacío del Sistema Solar
10-13 atmósferas, ¡diez veces menos que la presión de la Luna!
![Page 24: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/24.jpg)
El lugar más caliente del universo
160 000 000 000 000 000 C
![Page 25: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/25.jpg)
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
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El sistema de computación más potente del mundo
Selección de sucesos: 1 in 10,000,000,000,000
![Page 27: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/27.jpg)
Primer WW➝ µµ νν
![Page 28: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/28.jpg)
Primer WW➝ µµ νν
![Page 29: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/29.jpg)
Y esto, ¿para qué sirve?
![Page 30: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/30.jpg)
Física médica
![Page 31: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/32.jpg)
Superconductividad
![Page 33: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/33.jpg)
¿Es el LHC peligroso?
![Page 34: El Acelerador de Partículas LHC - Semana de la Ciencia 2011](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022052905/55855bc7d8b42a2d498b5345/html5/thumbnails/34.jpg)
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