Maquina de hadrones

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2019
AngélicaLuzAra Gómez
Facultadde Filosofía,HumanidadesyArtes
Càtedrade Informática
MAQUINA DE HADRONES

MAQUINA DE HADRONES
Aceleradorde partículasLHC
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ÌNDICE
INTRODUCCIÒN..................................................................................................................................................2
DESARROLLO......................................................................................................................................................3
CONCLUSIÓN......................................................................................................................................................6
BIBLIOGRAFÍA.....................................................................................................................................................7

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INTRODUCCIÒN
Aceleradores de partículas elementares como el LHC – Large Hadron Collider (Gran
Colisionador de Hadrones) aparecen como una chance de mimetizar las condiciones
del universo primordial. Considerado como el proyecto que reunió el mayor esfuerzo de
la humanidad, desde sus inicios, el LHC es el mayor, el más rápido y el más sofisticado
instrumento científico jamás concebido.
Se pondrá de manifiesto la importancia del LHC para la comunidad científica y los logros
que se pueden obtener a partir de su estudio.

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DESARROLLO
El Gran Colisionador de Hadrones (en inglés Large Hadron Collider, LHC) es
un acelerador y colisionador de partículas ubicado en la Organización Europea para la
Investigación Nuclear (CERN, sigla que corresponde a su antiguo nombre en francés:
Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), cerca de Ginebra, en la frontera entre
Suiza y Francia. Fue diseñado para colisionar haces de hadrones, más exactamente
de protones, de hasta 7 TeV1 de energía, siendo su propósito principal examinar la
validez y límites del Modelo Estándar2, el cual es actualmente el marco teórico de la
física de partículas, del que se conoce su ruptura a niveles de energía altos.
El LHC es un acelerador de partículas subatómicas – el mayor, el más rápido y el más
sofisticado instrumento científico jamás concebido – ciertamente el experimento que
reunió el mayor empeño humano desde los inicios de su civilización. Congrega más de
7.500 científicos de 500
universidades de más de
80 naciones.
Para tener una idea de su
funcionamiento, Imagine
un enorme túnel
subterráneo (a 100 metros
bajo tierra) de 27 km de
circunferencia por donde
dos haces de partículas,
viajando en sentidos opuestos, con velocidades próximas a la de la luz, se chocan en
puntos escogidos donde detectores inmensos y ultra sensibles observan con ojos
electrónicos las colisiones de esas partículas pequeñitas.
1 El electronvoltio (símbolo eV) es una unidad de energía que representa la variación de energía cinética que experimenta un electrón al moverse
desde un punto de potencial Va hasta un punto de potencial Vb cuando la diferencia Vba = Vb-Va =1 V
2 Modelo Estándar es una teoría consistente con la mecánica cuántica y la relatividad especialque describe las interacciones fundamentales de
la naturaleza: la fuerte, la débil y la electromagnética y las partículas elementales que forman la materia: seis quarks y seis leptones

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El resultado es la formación de un spray de nuevas partículas reproduciendo, en el
laboratorio, la energía liberada instantes después del Big Bang3. El análisis cuidadoso
de ese spray nos revela detalles de la estructura de la materia. La circunferencia del
túnel es un limitante para la energía que el haz puede adquirir. Otro parámetro
importante es la intensidad del haz. Cuanto mayor la intensidad mayor el número de
colisiones.
El físico del CERN Héctor García Morales, que trabaja en el LHC y realiza estudios y
cálculos destinados a mejorar el rendimiento del mismo, explica que estas colisiones,
extraordinariamente energéticas, recrean las circunstancias que hubo durante la
primera milbillonésima de segundo después de esa «Gran Explosión» que tuvo lugar
hace 13.800 millones de años, el inicio de un período de tres minutos que fue capital
para el devenir del universo. En ese breve lapso de tiempo el universo era tan
extremadamente energético, denso y caliente que no permitía la formación de átomos.
Ni siquiera los fotones, componentes de la luz, podían moverse. Todo era plasma y
oscuridad, hasta que las temperaturas descendieron lo suficiente para que los primeros
núcleos atómicos pudieran constituirse y, literalmente, se hiciera la luz.
Además de descifrar los secretos de ese universo remoto, las investigaciones llevadas
a cabo en el LHC abren la puerta a que algún día se puedan aportar los datos
necesarios para consolidar la que sería la revolución de la física más grande de todos
los tiempos: una única teoría que en lo que a la materia se refiere lo explique todo, tanto
a escala macroscópica como microscópica. Algo que hoy no pasa, pues ambas escalas
parecen estar sometidas a leyes diferentes.
Las partículas, se sabe, tienen cuatro formas básicas de interactuar (de afectarse unas
a otras), llamadas interacciones o fuerzas fundamentales: la gravedad y la fuerza
electromagnética, que operan a larga distancia y que percibimos en el mundo
macroscópico en el que vivimos; y dos fuerzas que sólo actúan en la escala del núcleo
atómico: la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte. El Modelo Estándar describe
sólo las tres últimas; la gravedad no se ha podido incorporar a la descripción unificada
de partículas e interacciones. Las fuerzas en el Modelo Estándar se comunican por
medio de partículas portadoras, como si las partículas en interacción se lanzaran bolas
3 La teoría del Big Bang (también llamada Gran explosión) es el modelo cosmológico predominante para los períodos conocidos más
antiguos del universo y su posterior evolución a gran escala.

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de billar entre ellas para desviarse. Las partículas portadoras son el fotón para el
electromagnetismo, los bosones W y Z para la interacción débil y los gluones para la
fuerte. Si la gravedad se incorpora al modelo, estaría mediada por partículas llamadas
gravitones, que aún no se han detectado en la naturaleza.
Se ha podido constatar experimentalmente que el electromagnetismo y la fuerza
nuclear débil se unen en una sola fuerza, la electrodébil. Y si consiguieran energías
aún más descomunales –cosa harto improbable por el momento–, los físicos estiman
que la fuerza nuclear fuerte se uniría a la electrodébil, obteniendo así una sola
«normativa física» que integraría todas las fuerzas menos la gravedad. Aunque, ya
puestos, los físicos han ideado también una teoría para incorporarla: se trata de la
teoría de cuerdas, a la que va vinculada la idea de los universos múltiples o multiversos.
Pero quedan aún muchas piezas sueltas en el rompecabezas del Modelo Estándar.
Una de ellas, central para profundizar en nuestro conocimiento de la naturaleza de las
cosas, es el misterio de la masa. Llamarle misterio puede parecer absurdo, puesto que
en la vida diaria todo tiene masa. El origen del problema es que, de acuerdo con el
Modelo Estándar, todas las partículas verdaderamente fundamentales deberían
carecer de masa. Sin embargo, salvo excepciones como el fotón, todas las partículas
la tienen, hecho que la teoría debería poder explicar.
Hoy en día, la hipótesis más favorecida para explicarlo se conoce como mecanismo de
Higgs. Éste tiene que ver con lo que los científicos llaman el campo de Higgs, un campo
(como el campo gravitacional) que está presente en todo el espacio. Al interactuar con
el campo de Higgs, las partículas fundamentales adquieren masa. Podemos imaginarlo
como un inmenso platón de crema en el que se baña una fruta. La fruta sería la partícula
y la crema sería la masa que adquiere al interactuar con el campo de Higgs. O bien
como una celebridad tratando de trasladarse entre una multitud de admiradores; en ese
caso, los fans son como el campo de Higgs y el artista como la partícula, que batalla
para desplazarse mientras sus admiradores le piden autógrafos. Como todo campo, el
de Higgs debe tener una partícula mediadora: el bosón de Higgs. Encontrarlo sería
esencial para descubrir si realmente existe tal campo y así aclarar el enigma de la masa.
Para conseguirlo, los físicos han puesto su confianza en el Gran Colisionador de
Hadrones, el cual también esperan que dé solución a otros enigmas del universo.

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CONCLUSIÓN
El colisionador de Hadrones (LHC) aporta datos experimentales que complementen la
comprensión del mundo. Por lo tanto, la información que se obtenga del colisionador
servirá para comprender las diversas áreas de la física.
Los científicos esperan que el LHC pueda brindar respuestas a diferentes enigmas.

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BIBLIOGRAFÍA
 http://www.comoves.unam.mx/numeros/articulo/114/el-gran-colisionador-de-hadrones
 https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/grandes-reportajes/asi-es-gran-
colisionador-hadrones_13820/4
 https://es.wikipedia.org/wiki/Gran_colisionador_de_hadrones
 https://www.researchgate.net/publication/315630839_EL_GRAN_COLISIONADOR_
DE_HADRONES_ENSAYA_LA_VIDA

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