El gran colisionador de hadrones

Acelerador de partículas

El experimento LHCb del laboratorio de física de partículas del CERN ha despertado un gran interés, pero ¿hasta qué punto debemos estar entusiasmados? En resumen: un poco, pero quien contenga la respiración se encontrará con un momento incómodo.

LHCb es uno de los cuatro grandes experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, cerca de Ginebra (Suiza). Como la «b» del nombre indica, su objetivo es analizar las desintegraciones de partículas que contienen uno de los seis sabores conocidos de quark, el quark «bottom» o alternativamente «beauty».

Los quarks «bottom» son mucho más pesados que los quarks «up» y «down» que componen los protones y neutrones de la materia atómica convencional, lo que significa que las partículas que los contienen tienen muchas formas de decaer en partículas más ligeras. Las partículas que contienen quarks b también son inusualmente longevas, y estas dos propiedades combinadas las hacen muy útiles para los físicos que buscan la física más allá del modelo estándar, nuestra mejor comprensión actual de todas las interacciones de las partículas.

Agujero negro del gran colisionador de hadrones

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El Very Large Hadron Collider (VLHC) era un futuro colisionador de hadrones propuesto para ser ubicado en el Fermilab. El VLHC estaba previsto que se ubicara en un anillo de 233 km, utilizando el Tevatron como inyector. El VLHC funcionaría en dos etapas, inicialmente la Etapa-1 VLHC tendría una energía de colisión de 40 TeV, y una luminosidad de al menos

Después de funcionar en la Etapa 1 durante un período de tiempo, el VLHC fue planeado para funcionar en la Etapa 2, con los imanes cuadrupolares utilizados para doblar el haz siendo reemplazados por imanes que pueden alcanzar picos de campo magnético más altos, permitiendo una energía de colisión de hasta 175 TeV y otras mejoras, incluyendo el aumento de la luminosidad a por lo menos

Dado que un aumento de rendimiento de este tipo requiere un aumento correspondiente del tamaño, el coste y los requisitos de potencia, se necesitaría una importante colaboración internacional durante décadas para construir dicho colisionador[1].

Acelerador de partículas del cern

La actualización comenzó como un estudio de diseño en 2010, para el que se asignó una subvención del Programa Marco Europeo 7 en 2011,[4][5] con el objetivo de impulsar el potencial del acelerador para nuevos descubrimientos en física. El estudio de diseño fue aprobado por el Consejo del CERN en 2016 y el HL-LHC se convirtió en un proyecto de pleno derecho del CERN[6][7] El trabajo de actualización está actualmente en curso y se espera que los experimentos de física comiencen a tomar datos como muy pronto en 2028.[8][9]

) mide la luminosidad integrada en el tiempo en términos del número de colisiones por femtobarn de la sección transversal del blanco. El aumento de la luminosidad integrada para los grandes experimentos del LHC mencionados anteriormente proporcionará una mejor oportunidad de ver procesos raros y mejorar las mediciones estadísticamente marginales[11][12].

Existen muchos caminos diferentes para mejorar los colisionadores. La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) mantiene una colección de diferentes diseños de las regiones de interacción de alta luminosidad[13].

El aumento de la luminosidad del LHC implica la reducción del tamaño del haz en el punto de colisión, y la reducción de la longitud y el espaciado del bunch, o el aumento significativo de la longitud y la población del bunch. El aumento máximo de la luminosidad integrada de la luminosidad nominal existente del LHC (

Qué hace el gran colisionador de hadrones

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es el colisionador de partículas más grande y de mayor energía del mundo[1][2] Fue construido por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) entre 1998 y 2008 en colaboración con más de 10.000 científicos y cientos de universidades y laboratorios, así como con más de 100 países[3] Se encuentra en un túnel de 27 kilómetros de circunferencia y hasta 175 metros de profundidad bajo la frontera entre Francia y Suiza, cerca de Ginebra.

Las primeras colisiones se lograron en 2010 con una energía de 3,5 teraelectronvoltios (TeV) por haz, unas cuatro veces el récord mundial anterior[4][5] Tras las actualizaciones, alcanzó los 6,5 TeV por haz (13 TeV de energía total de colisión, el récord mundial actual)[6][7][8][9] A finales de 2018, se cerró durante dos años para nuevas actualizaciones.

El colisionador tiene cuatro puntos de cruce en los que colisionan las partículas aceleradas. Alrededor de los puntos de cruce se sitúan siete detectores, cada uno de ellos diseñado para detectar diferentes fenómenos. El LHC colisiona principalmente haces de protones, pero también puede acelerar haces de iones pesados: las colisiones plomo-plomo y las colisiones protón-plomo se realizan normalmente durante un mes al año.

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