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El LHC funcionará dos años sin interrupción antes de aumentar su energía

Los científicos elaboran el plan de trabajo del gran acelerador europeo antes de reiniciar las operaciones en un par de semanas

El gran acelerador de partículas LHC, instalado junto a Ginebra, reanudará sus operaciones entre el 15 y el 20 de este mes, tras el período de parada actual iniciado a finales de año. Mientras en estas semanas se acaban de poner a punto unos nuevos sistemas de seguridad para reducir el riesgo de averías en el acelerador, los científicos del LHC han celebrado en Chamonix (Francia) su conferencia anual.

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“La decisión más importante que hemos tomado es mantener el LHC en operación durante 18 o 24 meses a una energía de colisiones de partículas de 7 TeV [teraelectronvoltios], es decir 3,5 TeV por haz. Después habrá una larga parada en la que haremos todos los trabajos necesarios para alcanzar la energía de colisión prevista en el LHC de 14 TeV en el siguiente período de funcionamiento”, ha explicado Steve Myers, responsable del LHC, a los miembros del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), que alberga el acelerador. Este calendario “significa que cuando vuelvan a circular haces en el LHC este mes, iniciaremos la fase más larga de operación de un acelerador en la historia del CERN, que nos llevaría hasta el verano o el otoño de 2011″, añade Myers. Los datos científicos nuevos, que pueden conducir a descubrimientos en física de partículas, deben empezar a tomarse en los próximos meses.

El LHC, un anillo de imanes de casi 27 kilómetros instalados en un túnel circular, empezó a funcionar el pasado noviembre con los primeros haces de protones en circulación (tras la grave avería sufrida 14 meses antes) y las primeras colisiones. El 30 de ese mismo mes se alcanzó una energía de 1,18 TeV por haz, batiendo el record de energía jamás alcanzada en un acelerador, que tenía el Tevatron estadounidense con 0,98 TeV. Se produjeron más de un millón de colisiones de partículas que registraron los cuatros detectores del acelerador. Por fin se había superado el grave accidente que se produjo en septiembre de 2008, a los pocos días de iniciar el funcionamiento del LHC, debido a un cortocircuito en uno de los imanes y provocó desperfectos en cadena en unos 800 metros del acelerador. La reparación y la instalación de los más inmediatos sistemas de seguridad para evitar un incidente similar exigieron más de un año de trabajo.

En la fase actual de parada, que se inició en noviembre, se han instado más sistemas de seguridad de la máquina. Además, los expertos de los detectores han aprovechado para hacer calibraciones y verificaciones de sus equipos, o incluso reparaciones en el caso del denominado CMS, que había sufrido un escape de agua del circuito de refrigeración.

Ahora el plan es trabajar cuando antes y hacerlo ininterrumpidamente hasta mediados del año que viene, según Myers. Hasta ahora los aceleradores del CERN se apagaban en invierno durante tres o cuatro meses para hacer ajustes y reparaciones, y se aprovechaba para reducir la presión sobre el consumo eléctrico en la región de Ginebra y la frontera franco-suiza en esos meses. Pero el LHC es totalmente diferente de los anteriores aceleradores del CERN, ha explicado Myers. “Como se trata de una instalación criogénica [funciona a 270 grados bajo cero enfriada por helio líquido], cada fase de funcionamiento conlleva dos fases prolongadas de enfriamiento y calentamiento [hasta temperatura ambiente]. Por eso se ha cuestionado la estrategia tradicional del CERN de operar los aceleradores en verano y apagarlos en invierno”. De hecho, en la fase actual de parada se mantiene la máquina enfriada, para evitar esas dos largas fases de cambio de temperatura.

“Es más, sabemos desde hace un tiempo que hay que hacer trabajos en el LHC para prepararlo para funcionar a energías significativamente superiores a los 7 TeV de colisión a lo que hemos decidido trabajar en la primera fase”, añade Myers. “Los últimos datos adquiridos muestra que aunque podemos operar el LHC a 7 TeV sin riesgo para la máquina, ir a una energía mayor requiere hacer más trabajos en el túnel. Esto nos ha puesto ante una simple disyuntiva: operarlo durante unos pocos meses y programar sucesivas paradas cortas para ir aumentando la energía, o mantenerlo en funcionamiento más tiempo ahora y programar una única parada más larga antes de subir a 14 TeV (7 TeV por haz)”.

Las más de un millón de colisiones registradas por los detectores han proporcionado información científica pero nada nuevo. Son datos importantes para los físicos porque han podido comprobar y calibrar, con registros ya conocidos, el funcionamiento de sus aparatos experimentales. Pero las novedades deberían empezar a brotar este mismo año en el LHC.

“Una fase de operación larga a partir de ahora es la decisión correcta para el LHC y sus experimentos”, añade Myers. “Proporciona el tiempo necesario a la gente del acelerador para preparar con cuidado el trabajo que hay que hacer antes de operar a 14 TeV, y a los equipos de los detectores les proporcionará suficientes datos para potenciales descubrimientos que demostrarán que el LHC es la instalación más avanzada del mundo en física de partículas”.

www.elpais.com

Los científicos operando el colisionador de partículas, conocido como máquina del “Big Bang”, en el CERN podrían resolver el misterio de lo que le da masa a la materia durante un experimento de dos años que durará hasta fines del 2011, dijo el miércoles un portavoz.

James Gillies dijo a Reuters que la largamente buscada y evasiva partícula llamada Bosón de Higgs podría aparecer durante el extendido experimento luego de que se encienda este mes la máquina científica más costosa y grande del mundo.

“Si está allí, tenemos una posibilidad razonable de verla”, dijo Gillies, refiriéndose a la partícula que podría explicar cómo se formó la materia y creó el universo con todo lo que contiene, como teorizó el físico escocés Peter Higgs tres décadas atrás.

Gillies dijo que la operación de 18 a 24 meses de la máquina, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC por su sigla en inglés) en el CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear en la frontera franco-suiza cerca de Ginebra, entregaría una gran cantidad de información.

Incluso si el Bosón de Higgs no es revelado, no significaría que no existe. Luego del primer gran experimento y de un receso de un año para las preparaciones, el LHC sería encendido nuevamente al mayor nivel de energía posible.

“Puede ser que necesitemos esa intensidad para capturarla”, agregó Gilles.

El LHC fue encendido por primera vez en septiembre del 2008, pero debió ser apagado luego de una enorme explosión en el túnel subterráneo circular de 27 kilómetros en el que se realiza el experimento.

El foco del LHC es la colisión de partículas que se mueven en direcciones opuestas a un alto nivel energético.

Los miles de millones de colisiones, cada una generando condiciones que existieron una diminuta fracción de segundo después del “Big Bang” cuando se creó el universo 13.700 millones de años atrás, producirán datos que serán registrados y analizados por unos 10.000 científicos en CERN y todo el mundo.

http://lta.reuters.com/

http://lhc.web.cern.ch/lhc/

¿Qué pasa con la gravedad? de Brian Cox

La gravedad es una propiedad fundamental de la materia que produce una atracción recíproca entre los cuerpos. Es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza aunque se la considere como la más débil si se la compara con otras fuerzas que afectan a la materia.

Su enorme importancia también se deja sentir a escala cósmica porque determina el movimiento de los planetas, de las estrellas, de las galaxias… en definitiva, de toda la materia del universo. Este documental nos desvelará ciertos secretos de esta importante propiedad física.

La gravedad, denominada también fuerza gravitatoria, fuerza de gravedad, interacción gravitatoria o gravitación, es la fuerza teórica de atracción que experimentan entre sí los objetos con masa.

Los efectos de la gravedad son siempre atractivos, y la fuerza resultante se calcula respecto del centro de gravedad de ambos objetos (en el caso de la Tierra, el centro de gravedad es su centro de masas, al igual que en la mayoría de los cuerpos celestes de características homogéneas).

La gravedad tiene un alcance teórico infinito, sin embargo, la fuerza es mayor si los objetos están cerca uno del otro, y mientras se van alejando dicha fuerza pierde intensidad. La pérdida de intensidad de esta fuerza es proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Por ejemplo, si se aleja un objeto de otro al doble de distancia, entonces la fuerza de gravedad será la cuarta parte.

Se trata de una de las cuatro fuerzas fundamentales observadas en la naturaleza, siendo la responsable de los movimientos a gran escala que se observan en el Universo: La órbita de la Luna alrededor de la Tierra, la órbita de los planetas alrededor del Sol, etcétera.

La gravedad es una propiedad fundamental de la materia que produce una atracción recíproca entre los cuerpos. Es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza aunque se la considere como la más débil si se la compara con otras fuerzas que afectan a la materia.

Su enorme importancia también se deja sentir a escala cósmica porque determina el movimiento de los planetas, de las estrellas, de las galaxias… en definitiva, de toda la materia del universo. Este documental nos desvelará ciertos secretos de esta importante propiedad física.

CERN : Maria Spiropulu, CMS, Shift Leader

‘Maria Spiropulu, CMS, Shift Leader, December 14th 2009, reporting on first high energy collisions (1.2 TeV per beam) at CMS.’

‘The God Particle’: The Higgs Boson

The Standard Model of Particle Physics (Part 8): The Higgs Mechanism.

The Standard Model of particle physics is a theory of three of the four known fundamental interactions and the elementary particles that take part in these interactions. These particles make up all visible matter in the universe.

Every high energy physics experiment carried out since the mid-20th century has eventually yielded findings consistent with the Standard Model.

Still, the Standard Model falls short of being a complete theory of fundamental interactions because it does not include gravitation, dark matter, or dark energy. It is not quite a complete description of leptons either, because it does not describe nonzero neutrino masses, although simple natural extensions do.

The HIGGS BOSON is a massive scalar elementary particle predicted to exist by the Standard Model in particle physics. At present there are no other known fundamental scalar particles in nature.

The Higgs boson is the only Standard Model particle that has not been observed. Experimental detection of the Higgs boson would help explain the origin of mass in the universe.

The Higgs boson would explain the difference between the massless photon, which mediates electromagnetism, and the massive W and Z bosons, which mediate the weak force. If the Higgs boson exists, it is an integral and pervasive component of the material world.

The Large Hadron Collider (LHC) at CERN, which became operational on November 20, 2009, is expected to provide experimental evidence of the existence or non-existence of the Higgs boson. Experiments at Fermilab also continue previous attempts at detection, albeit hindered by the lower energy of the Fermilab Tevatron accelerator.

It has been reported that Fermilab physicists suggest that the odds of Tevatron detecting the Higgs boson are between 50% and 96%, depending on its mass.

The Higgs mechanism, which gives mass to vector bosons, was theorized in 1964 by François Englert and Robert Brout (“boson scalaire”); in October of the same year by Peter Higgs, working from the ideas of Philip Anderson; and independently by Gerald Guralnik, C. R. Hagen, and Tom Kibble,who worked out the results by the spring of 1963.

The three papers written on this discovery by Guralnik, Hagen, Kibble, Higgs, Brout, and Englert were each recognized as milestone papers during Physical Review Letters 50th anniversary celebration. While each of these famous papers took similar approaches, the contributions and differences between the 1964 PRL Symmetry Breaking papers is noteworthy.

These six physicists were also awarded the 2010 J. J. Sakurai Prize for Theoretical Particle Physics for this work. Steven Weinberg and Abdus Salam were the first to apply the Higgs mechanism to the electroweak symmetry breaking. The electroweak theory predicts a neutral particle whose mass is not far from that of the W and Z bosons.

LHC beats world energy record!

‘Geneva, 30 November 2009. CERN Large Hadron Collider has today become the worlds highest energy particle accelerator, having accelerated its twin beams of protons to an energy of 1.18 TeV in the early hours of the morning. This exceeds the previous world record of 0.98 TeV, which had been held by the US Fermi National Accelerator Laboratorys Tevatron collider since 2001. It marks another important milestone on the road to first physics at the LHC in 2010. We are still coming to terms with just how smoothly the LHC commissioning is going, said CERN Director General Rolf Heuer. It is fantastic. However, we are continuing to take it step by step, and there is still a lot to do before we start physics in 2010. Im keeping my champagne on ice until then. These developments come just 10 days after the LHC restart, demonstrating the excellent performance of the machine. First beams were injected into the LHC on Friday 20 November. Over the following days, the machines operators circulated beams around the ring alternately in one direction and then the other at the injection energy of 450 GeV, gradually increasing the beam lifetime to around 10 hours. On Monday 23 November, two beams circulated together for the first time, and the four big LHC detectors recorded their first collision data. Last nights achievement brings further confirmation that the LHC is progressing smoothly towards the objective of first physics early in 2010. The world record energy was first broken yesterday evening, when beam 1 was accelerated from 450 GeV, reaching 1050 GeV (1.05 TeV) at 21:48, Sunday 29 November. Three hours later both LHC beams were successfully accelerated to 1.18 TeV, at 00:44, 30 November. I was here 20 years ago when we switched on CERNs last major particle accelerator, LEP, said Accelerators and Technology Director Steve Myers. I thought that was a great machine to operate, but this is something else. What took us days or weeks with LEP, were doing in hours with the LHC. So far, it all augurs well for a great research programme. Next on the schedule is a concentrated commissioning phase aimed at increasing the beam intensity before delivering good quantities of collision data to the experiments before Christmas. So far, all the LHC commissioning work has been carried out with a low intensity pilot beam. Higher intensity is needed to provide meaningful proton-proton collision rates. The current commissioning phase aims to make sure that these higher intensities can be safely handled and that stable conditions can be guaranteed for the experiments during collisions. This phase is estimated to take around a week, after which the LHC will be colliding beams for calibration purposes until the end of the year. First physics at the LHC is scheduled for the first quarter of 2010, at a collision energy of 7 TeV (3.5 TeV per beam).’

On Sunday Nov 29th 2009, the LHC operators managed to reach for the first time the record energy of 1.08 TeV with one beam. A few hours later, on Mon Nov. 30 at 00:44 they managed to circulate both beams at the record energy of 1.18 TeV for 45 minutes.

Quantum Mechanics

Quantum Physic Teoria de Cuerdas Universo Elegante

The ATLAS Experiment

Universo y Fisica

Fermilab Tevatron , la competencia Americana del LHC

Monday, February 8th, 2010, by admin and is filed under "Astrofisica, Atomo, CERN, Ciencia, Cosmologia, Documentales, Fermilab, Fisica, Fisica de particulas, Fisica Nuclear, Fisica Teorica, Fision Nuclear, Francia, Fusion Nuclear, Fuson Nuclear, Ingenieria, Investigacion, LHC, Matematicas, Mecanica cuantica, Science, Sincrotrón, Technology, Tecnologia, Tevatron, Universo | , Agujeros negros, Astrofisica, CERN, Ciencia, Cosmologia, Fisica, Fisica de particulas, Fisica Nuclear, Fisica Teorica, Internacional, Investigacion, LHC, Matematicas, Mecanica cuantica, Science, Technology, Tecnologia, Universo ". Responses are currently closed, but you can send a Trackback from your own site.