Una breve introducción al acelerador del partículas LHC, el experimento más grande jamás construido.

1. Manuel J. Pérez LHC 1
LHC - CERN
LHC
Verdades y mentiras
del mayor experimento
jamás construido

2. Manuel J. Pérez LHC 2
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Y la Tierra desaparecerá tragada por un agujero
negro...

3. Manuel J. Pérez LHC 3
LHC - CERN
Una sociedad secreta conocida como
... roban 1 g de antimateria del
... para volar el Vaticano, un viejo
enemigo de la Ciencia y el CERN.
Veamos el argumento de una película...

4. Manuel J. Pérez LHC 4
LHC - CERN
Mala prensa...
• Posible mini-agujero negro: Lo que pasará en el interior del LHC está
sucediendo continuamente en lo alto de la atmósfera, con los rayos cósmicos que,
en ocasiones, tienen más energía que la alcanzada en el LHC. Y, hasta el momento,
no hemos detectado que se produzca nada raro en la alta atmósfera.
• Dinero mal invertido
• Peligro de radiaciones nocivas: aunque la energía de un paquete de
protones es semejante a la de un tren, la de un protón equivale a la de un mosquito.
Así, el choque de dos protones es similar a la energía de un choque de mosquitos.
Además, si los protones se desviaran, dañarían a los imanes pero serían absorbidas
por la tierra; jamás alcanzarían la superficie.
• Antimateria: material terrorista

5. Manuel J. Pérez LHC 5
LHC - CERN
CERN – Centro Europeo para la Investigación Nuclear

6. Manuel J. Pérez LHC 6
LHC - CERN
Distribución de países usuarios del CERN (nº investigadores)

7. Manuel J. Pérez LHC 7
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¿Qué es el LHC?
• LHC (Large Hadron Collider – Gran Colisionador de
Hadrones)
• 27 km de circunferencia.
• Situado en Ginebra (en la frontera franco-suiza)
• Comprende 4 experimentos:
– ATLAS
– LHCb
– ALICE
– CMS

8. Manuel J. Pérez LHC 8
LHC - CERN
Modelo Estándar (Standar Model)
Hadrones: partículas subatómicas
que responden a la interacción
fuerte.

9. Manuel J. Pérez LHC 9
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ATLAS
ALICE
LHCb
CMS

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11. Manuel J. Pérez LHC 11
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OBJETIVOS
• Crear condiciones parecidas a las que había justo
después del Big-Bang.
• Buscar el mecanismo de la adición de masa: Bosón de
Higgs.
• Entender porqué en el Universo hay un predominio de la
materia sobre la antimateria.
• Comprender qué es la materia oscura y la energía
oscura.
• Buscar partículas supersimétricas (SUSY).

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¿Cómo funciona?
• Acelera dos haces de protones en sentidos contrarios y
los hace colisionar
• Energía alcanzada: 14 TeV
• Necesidad de:
– Grandes campos magnéticos
– Aceleradores
– Detectores especiales
– Gran capacidad de cálculo

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LHC - CERN
¿Cómo funciona?

14. Manuel J. Pérez LHC 14
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• Haces de partículas: 2
• Energía en colisión: 14 TeV
• Velocidad: 99,999999991 % de c (11.000 vueltas/s)
• Número de paquetes de protones: 2808
• Energía por paquete: ≈ elefante a 30 km/h
• Distancia entre paquetes: 7 m
• Tiempo de aceleración: 8 min
• Número de protones por paquete: 1011
• Colisiones por paquete: 25
• Colisiones de protones por segundo:109
• Nº de partículas resultantes por colisión: 200

15. Manuel J. Pérez LHC 15
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ALGUNOS DATOS MÁS:
• Campo magnético por dipolo: 8,3 T (terrestre: 60·10-6T)
• Corriente en los dipolos: 11700 A (doméstica: 100 A)
• Temperatura: 1,9 K (-271.3ºC)
• Refrigerante: 11.000 T de N, 96 T de He (superfluido)
• Material de los dipolos: Niobio-Titanio
• Número de imanes: 9593
• Vacío en cada dipolo: 10-13 atm
• Energía consumida: 120 MWh (como Ginebra)
• Datos obtenidos: 700 MB/s (100.000 DVDs /año)
• Coste total: 4000 millones de €

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LHC - CERN

17. Manuel J. Pérez LHC 17
LHC - CERN

18. Manuel J. Pérez LHC 18
LHC - CERN

19. Manuel J. Pérez LHC 19
LHC - CERN
DETECTORES ATLAS
Búsqueda del Bosón de Higgs.
Búsqueda de partículas supersimétricas
(SUSY)
Análisis de extra dimensiones.

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21. Manuel J. Pérez LHC 21
LHC - CERN
DETECTORES ALICE
Especializado en analizar colisiones de iones de Plomo,
para estudiar las propiedades del plasma de quarks y
gluones.
En ese estado, los quarks dejan de estar confinados en
los hadrones.
Tal estado es el que probablemente existía pocos
instantes después del Big-Bang.

22. Manuel J. Pérez LHC 22
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23. Manuel J. Pérez LHC 23
LHC - CERN
DETECTORES LHCb
Estudio entre la ligera falta de simetría entre la
materia y la antimateria.
Análisis de las interacciones entre partículas B
(aquellas que contienen el quark b)
Forma especial del detector: interesado sobre
todo en partículas que salen dirigidas casi en
la dirección del chorro.

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25. Manuel J. Pérez LHC 25
LHC - CERN
DETECTORES CMS
Con objetivos similares al detector ATLAS.
Diferente diseño y soluciones técnicas.

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LHC - CERN

27. Manuel J. Pérez LHC 27
LHC - CERN
Cómo “detectan” los detectores

28. Manuel J. Pérez LHC 28
LHC - CERN
•150 millones de sensores.
•600 millones de colisiones por segundo.
•Se reduce el estudio a 100 colisiones de
interés por segundo.
Análisis de los datos: THE GRID

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LHC - CERN
Análisis de los datos: THE GRID
•Aprox. 20.000 CPUs en el CERN.
•100.000 en todo el mundo.
•140 centros de cálculo en 33 paises.

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Aplicaciones
• Descubrimiento del bosón de Higgs (partícula de Dios)
• Supersimetría: Dark Matter – Dark Energy
• Big-bang
• Antimateria
• The Grid
• Teoría de cuerdas

31. Manuel J. Pérez LHC 31
LHC - CERN
Problemas
• 19 septiembre de 2008
• ¿Qué sucedió realmente?
• Superconductividad
• Superenfriamiento – He
• Materiales especiales (oro, He, ...)
• Posible fecha de puesta en marcha

32. Manuel J. Pérez LHC 32
LHC - CERN

33. Manuel J. Pérez LHC 33
LHC - CERN

34. Manuel J. Pérez LHC 34
LHC - CERN
Actualidad:
8 de Octubre:
¡el LHC está frio!

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LHC - CERN
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