El documento describe el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), un acelerador de partículas ubicado en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) cerca de Ginebra. El LHC se diseñó para estudiar el Modelo Estándar mediante la colisión de haces de protones a altas energías. Consiste en un túnel de 27 km de circunferencia que alberga varios detectores de partículas como ATLAS, CMS, ALICE y LHCb.

1. Presentación de 1º Economía para Aplicaciones Informáticas...

2. El Equipo 313 integrado por: Lucia Algañaraz Julia Bosch y Maria Jose Figueroa Presentan...

4. El Gran Colisionador de Hadrones “La Maquina de Dios”

5. ¿Que es el LHC? Es un Acelerador de Partículas, ubicado en el Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CEIN), cerca de Ginebra

6. ¿Para que se diseño? El LHC se diseñó para colisionar haces de protones de 7 de energía, siendo su propósito principal examinar la validez y límites del Modelo Estánda r

7. ¿ Y quienes trabajaron en este proyecto? Más de 2000 físicos de 34 países y cientos de universidades y laboratorios han participado en su construcción.

8. Este Colisionador debe enfriarse a una temperatura de -271.25ºC para su correcto funcionamiento!

9. ¿Cuando empezó a funcionar? Los primeros haces de partículas fueron inyectados el 1 de agosto de 2008, y el pasado miercoles 10 de septiembre se produjo el primer intento para hacer circular los haces por toda la trayectoria del Colisionador!

10. Aunque las primeras colisiones a alta energía tendrán lugar después de que el LHC se inaugure de forma oficial el 21 de Octubre de 2008

11. El nuevo acelerador usa el túnel de 27 kilómetros de circunferencia creado para el Gran Colisionador de Electrones y Positrones

12. Se están construyendo 5 experimentos para el LHC. Dos de ellos, y CMS, son grandes detectores de partículas de propósito general. Los otros tres, , ALICE y TOTEM, son más pequeños y especializados.

13. Los físicos confían en que el LHC proporcione respuestas a las siguientes cuestiones:

14. ¿Qué es la masa? (se sabe cómo medirla pero no se sabe qué es realmente)

15. El origen de la masa de las partículas (en particular, si existe el Boson de Higgs)

16. El origen de la masa de los bariones

17. Cuántas son las partículas totales del átomo

18. Por qué tienen las partículas elementales diferentes masas (es decir, si interactúan las partículas con un campo de Higgs)

19. El 95% de la masa del Universo no está hecho de la materia que se conoce y se espera saber qué es la materia oscura

20. La existencia o no de las partículas supersimétricas

21. Si hay dimensiones extras, tal como predicen varios modelos inspirados por la Teoria de Cuerdas , y, en caso afirmativo, por qué no se han podido percibir

22. Si hay más violaciones de simetría entre la materia y la antimateria

23. El LHC es un proyecto de tamaño inmenso y una enorme, y potencialmente peligrosa, tarea de ingeniería. Mientras esté encendido, la energía total almacenada en los imanes es 10 gigajulios y en el haz 725 megajulios .

24. La pérdida de sólo un 10 -7 en el haz es suficiente para iniciar un ”quench” (un fenómeno cuántico en el que una parte del superconductor puede perder la superconductividad)

25. R ed de Computación o Computing Grid

26. La red de computación del LHC es una red de distribución diseñada por CERN el para manejar la enorme cantidad de datos que serán producidos por el Gran Colisionador de Hadrones

27. El flujo de datos provisto desde los detectores se estima aproximadamente en 300 Gb/s, que es filtrado buscando "eventos interesantes", resultando un flujo de 300 Mb/s

28. El centro de computo del CERN, considerado "Fila 0" de la red, ha dedicado una conexión de 10 Gb/s.

29. Se espera que el proyecto genere 27 Terabytes de datos por día, más 10 TB de "resumen".

30. Estos datos son enviados fuera del CERN a once instituciones académicas de Europa, Asia y Norteamérica, que constituyen la "fila 1" de procesamiento. Otras 150 instituciones constituyen la "fila 2".

31. Se espera que el LHC produzca entre 10 a 15 Petabytes de datos por años

32. Los Costos...

33. La construcción del LHC fue aprobada en 1995 con un presupuesto de 2600 millones de Francos Suizos (alrededor de 1700 millones de euros), junto con otros 210 millones de francos destinados a los experimentos.

34. Sin embargo, este coste fue superado en la revisión de 2001 en 480 millones de francos en el acelerador, y 50 millones de francos más en el apartado para experimentos.

35. Otros 180 millones de francos (120 millones de €) más se han tenido que destinar al incremento de costes de las bobinas magnéticas superconductoras.

36. Sus Dimensiones...

37. Este hula hula gigante de tres metros de diámetro y 27 kilómetros de circunferencias, ubicado a 100 metros de profundidad, es el más grande construido hasta ahora

38. Aspectos del Colisionador ...

39. TOTEM: Medición de sección cruzada total elástica y difractiva

40. El detector TOTEM comparte instalaciones con los otros detectores en el gran colisionador de hadrones, tiene 40 metros de longitud, 5 metros de anchura y 5 metros de altura. Su peso es de 20 toneladas.

41. El propósito de TOTEM es medir la dispersión de partículas muy pequeñas en los ángulos de los protones, una parte inaccesible para los experimentos generales de física.

42. El propósito de TOTEM es medir la dispersión de partículas muy pequeñas en los ángulos de los protones, una parte inaccesible para los experimentos generales de física.

43. TOTEM está ubicado a 200 metros del punto de colisión del detector CMS. Propiedad de CERN

44. LHCf: Gran Colisionador avanzado de Hadrones

45. LHCf es muy similar a TOTEM, ya que comparte instalaciones con otro detector. Siendo exactos LHCf esta colocado a ambos lados de ATLAS, a tan solo 140 metros del punto de colisión.

46. Cuenta con dos detectores, cada uno de los cuales mide 30 cm de longitud, 10 cm de anchura y 80 cm de altura y un peso de 40 kilogramos cada uno.

47. Instalaciones del LHCf. Propiedad del CERN.

48. LHCb: belleza del Gran Colisionador de Hadrones

49. El detector de partículas LHCb esta situado en uno de los cuatro puntos alrededor del colisionador de hadrones, donde recordemos, a finales de año los haces de protones al chocar producirán nuevas partículas.

50. El objetivo de este experimento es registrar la desintegración de partículas que contienen quarks b y anti-b, también conocidos como "mesones B". Su diseño es especifico para detectar y filtrar estas partículas y los productos de su descomposición

51. Las Dimensiones del LHCb... Sus dimensiones son de 21 metros de longitud, 13 metros de anchura y 10 metros de altura. Tiene un peso de 5,600 toneladas.

52. Esquema del LHCb

53. CMS: Solenoide compacto de muones

54. Con un diseño cilindrico, tiene 21 metros de longitud, 15 metros de ancho y 15 metros de altura y un peso de 12 500 toneladas.

55. Los objetivos principales del CMS son el estudio de la física a escalas de teraelectronvoltio, descubrir el bosón de Higgs, pruebas de supersímetría y dimensiones extras además del análisis de colisiones de iones pesados.

56. En el CMS destaca su tamaño compacto pese a sus grandes dimensiones, que fue optimizado para el seguimiento de muones y que tiene un poderoso imán solenoide

57. Corte transversal del CMS donde se aprecian las distintas capas o niveles del detector .

58. Diseño del solenoide compacto de muones

59. ATLAS: Aparato Toroidal LHC

60. El detector ATLAS consta de una serie de cilindros que rodean el punto donde se produce la colisión de haces de protones. El detector interno esta situado a pocos centímetros del eje de colisión y se extiende hasta 1.2 metros alrededor. Tiene siete metros de longitud.

61. El campo magnético externo, con forma toroidal, es producido por ocho grandes bucles huecos y dos terminadores, que estan colocados en el exterior de los calorímetros y dentro del espectrómetro muónico. El campo magnético producido tiene 26 metros de largo y 20 de diámetro, almacenando 1,2 gigajoules de energía.

62. Imagen generada por computadora que muestra la estructura del detector ATLAS

63. Energía Oscura...

64. La energía oscura se considera una forma hipótetica de energía que se encuentra en el Universo, ejerce una presión negativa y tiende a aumentar la expansión del Universo. En el modelo estándar de la cosmología, la energía oscura representa de un 70% a 73% de la masa-energía del Universo.

65. Respecto a la naturaleza de la materia energía prevalece la especulación. Dado que su densidad es de 10 −29 g/cm 3 , es compleja la elaboración de experimentos para detectarla en el el laboratorio.

66. Representación de la composición del Universo. Un 0.03 % lo constituye los elementos pesados, 0.3% neutrinos, estrellas son 0.5%, hidrógeno libre y helio el 4%, materia oscura 25% y la energía oscura un 70%.

67. Fin..