El documento describe el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN. El LHC es el acelerador de partículas más grande y potente del mundo que acelera protones a energías récord para estudiar los componentes fundamentales de la materia a través de colisiones de alta energía. Miles de científicos de todo el mundo participan en experimentos en el LHC para descubrir nueva física más allá del Modelo Estándar.

1. Experiment at the LHC
Aceleradores de partículas:
el LHC
Grupo experimental de Física de Altas Energías
Universidad de Oviedo
Images of Assembly and Installation

3. ¿Qué hay ahí fuera?
4,0%
23,0% • Materia
• Materia oscura
73,0% • Energía oscura ?

4. Máquinas del tiempo

5. ¿De qué estamos hechos?

6. ¿De qué estamos hechos?
Leptones
Carga eléctrica
Fuerte Electromagnetica
Tau Tau Gluones (8) Fotón
-1 0 Neutrino
Muon -1 0 Muon
Neutrino Quarks
Atomos
Electron -1 0 Electron Luz
Neutrino Mesones Química
Bariones Núcleos Electrónica
Quarks
Carga eléctrica Gravitacional Débil
Bottom Top
Graviton ? Bosones
-1/3 2/3 (W,Z)
Strange Charm
-1/3 2/3
Down Desintegración n
-1/3 2/3 Up Sisteme solar Radioactividad beta
Galaxias Interacciones de los neutrinos
Agujeros negros Fusión en el sol
cada quark: R, B, G 3 colores
Grupo de Física Experimental de Altas Energías, U. Oviedo

7. ¿De qué estamos hechos?
Leptones
Carga eléctrica
Fuerte Electromagnetica
Tau Tau Gluones (8) Fotón
-1 0 Neutrino
Muon -1 0 Muon
Neutrino Quarks
Atomos
Electron -1 0 Electron Luz
Neutrino Mesones Química
Bariones Núcleos Electrónica
Quarks
Carga eléctrica Gravitacional Débil
Bottom Top
Graviton ? Bosones
-1/3 2/3 (W,Z)
Strange Charm
-1/3 2/3
Down Desintegración n
-1/3 2/3 Up Sisteme solar Radioactividad beta
Galaxias Interacciones de los neutrinos
Agujeros negros Fusión en el sol
cada quark: R, B, G 3 colores
Grupo de Física Experimental de Altas Energías, U. Oviedo

8. La masa de las partículas
. . .
quarks leptones
La razón “podría” estar relacionada con
la existencia de una nueva partícula
llamada el “bosón de Higgs”

9. Esto es el LHC…
El experimento más grande del mundo

10. Miles de científicos de todo el mundo
CERN Summer Student Program 2009

11. •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.

12. Ensamblado de Imanes en el CERN

13. Test y ensamblado cryostático de los imanes

14. 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

15. 27 km de carrera hasta…
en el circuito más rápido del planeta

16. Los detectores más grandes y sofisticados jamás construidos

18. 10 pisos de altura!!

20. Los detectores a escala…
ATLAS, en cambio, flota!!!!

21. Desafíos …
27 km
99.9999999%
la velocidad de
la luz
40 000 000
colisiones por
segundo

22. El lugar más frío del universo
He líquido
T = -271,3 C

23. El espacio más vacío del Sistema Solar
10-13 atmósferas, ¡diez veces menos que la presión de la Luna!

24. El lugar más caliente del universo
160 000 000 000 000 000 C

25. 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

26. El sistema de computación más
potente del mundo
Selección de sucesos:
1 in 10,000,000,000,000

27. Primer WW➝ µµ νν

28. Primer WW➝ µµ νν

29. Y esto, ¿para qué sirve?

30. Física médica

32. Superconductividad

33. ¿Es el LHC peligroso?

34. 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