El LHC entra en una nueva fase

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El LHC entra en una nueva fase

Por : Ernesto Avelino Sáez Buitrago 08-11-2024

El laboratorio de física elemental, CERN, comienza una nueva etapa de investigación cuando se cumplen todos los objetivos científicos marcados para el LHC en el 2010.

basado en un comunicado de prensa del CERN (PR20.10)

Ginebra, Suiza

4 de noviembre de 2010



La aceleración de protones prevista en el LHC del CERN para el año 2010 ha llegado a su exitosa conclusión hoy a las 8.00, hora central europea. Desde finales de marzo, cuando las primeras colisiones se produjeron a una energía total de 7 TeV, tanto la máquina como los equipos del experimento han alcanzado todos los objetivos previstos dentro del primer año para física de protones en el contexto de este récord de energía, donde un nuevo territorio ha sido explorado.

El objetivo más importante de 2010 era alcanzar una luminosidad - que en realidad es una medida de la cantidad de colisiones -  de 10³² por centímetro cuadrado en un segundo. Esto se consiguió el día 13 de octubre, con dos semanas de anticipación. Antes que la etapa de aceleración de protones terminase la instalación había alcanzado dos veces este objetivo, contribuyendo a que los experimentos recolectaran doble cantidad de datos en el espacio de unos pocos días.

"Esto demuestra que el objetivo que nos habíamos marcado para el año 2010 era realista, aunque difícil, y es muy gratificante verlo culminado con esta elegancia", dijo el director general del CERN, Rolf Heuer, y añadió " es, a la vez, una demostración del excelente diseño de la instalación y del duro trabajo que ha costado conseguir este éxito, lo que da buenos augurios a los objetivos marcados para el año 2011". La meta más importante para todos los experimentos en marcha durante la campaña del 2011 será la de recabar suficientes datos - una cantidad conocida por los físicos como un inverso del femtobarn (fb-1) - y así conseguir avances significativos a lo largo y ancho de la frontera de la física.

Los experimentos ya efectuados con el LHC han, de hecho, penetrado ya en un nuevo territorio gracias a las primeras medidas conseguidas a una energía total de 7 TeV. Los resultados han validado sobradamente algunos aspectos del Modelo Estándar de partículas y fuerzas, en el contexto de estas nuevas elevadas energías; las primeras observaciones del quark top en colisiones protón-protón; conocer los límites en la producción de algunas nuevas partículas, como por ejemplo los quarks "excitados"; además de unas pistas de determinados efectos en colisiones protón-protón que podrían estar relaccionados con observaciones previas obtenidas en colisiones de iones pesados.

"Los experimentos ya nos han permitido atisbar esta nueva frontera", afirmó Sergio Bertolucci, Director de Investigación y Computación y aclaró: "este primer vistazo a las primeras mediciones físicas a 7TeV no es más que el resultado de la excelencia con la que han funcionado los detectores, la altísima eficiencia de los datos recolectados y la veloz distribución de los mismos por toda la red mundial LHC de computación, para proceder a los análisis a lo ancho y a lo largo del globo".

La red mundial de computación LHC (WLCG) combina el poder de más de 140 centros independientes repartidos en 34 países y sirve de soporte a los experimentos del LHC. Esta red realiza más de un millón de tareas informáticas al día con cientos de físicos dedicados al análisis de datos. Éstos han sido transferidos a una velocidad impresionante, habiéndose registrado picos de 10 gigabytes por segundo: el equivalente de dos Dvds llenos de datos por segundo.

El cambio que supone comenzar a hacer que iones de plomo - átomos de plomo sin electrones - corran por el acelerador deja libre el paso a una nueva avenida de exploración en el programa del LHC, trabajando con la materia tal y como ésta pudo haber sido en los primeros instantes de existencia del universo. Una de las metas a alcanzar haciendo correr iones de plomo es la de producir pequeñas cantidades de este tipo de materia, que es conocida como plasma de quarks y gluones, y estudiar su evolución hasta convertirse en la materia que forma el universo actual. Esta exploración arrojará luz acerca de las propiedades de la interacción fuerte, que es la fuerza fundamental que ata a las partículas denominadas quarks para que formen objetos mayores como protones o neutrones.

Jurgen Schukraft, portavoz del experimento ALICE, que está diseñado para estudiar las colisiones entre iones de plomo en el LHC, declaró acerca de esta cuestión "los choques de iones pesados nos ofrecen la posibilidad de tener un micro-laboratorio en el que estudiar materia muy caliente y muy densa. En el LHC continuaremos el viaje que el CERN emprendió en 1994, que es el ideal para que tengamos una nueva ventana abierta a los componentes fundamentales de la materia y, en particular, al rol jugado por la interacción fuerte".

El WLCG encara un nuevo desafío con las colisiones de iones de plomo, ya que el flujo de datos va a ser significantemente mayor que el de las colisiones protón- protón. Recientes test han demostrado la capacidad del sistema de almacenamiento de datos del CERN para aceptarlos en una cantidad tres veces mayor al ratio alcanzado por las colisiones protón-protón, y más del doble del previsto para los iones pesados.

El LHC hará circular iones de plomo hasta el 6 de diciembre, antes de una parada técnica de mantenimiento. Las operaciones con el colisionador comenzarán de nuevo, esta vez con protones, en febrero y los experimentos continuarán a lo largo del 2011.

Enlace a la noticia: "The LHC enters a new phase"

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