Archive for June, 2010

Récord del acelerador LHC

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés), perteneciente al Laboratorio Europeo de Física de Partículas y construido en un túnel circular de 27 kilómetros bajo la frontera franco-suiza, ha batido un récord al aumentar la cantidad de colisiones que produce cada segundo, alcanzando las 10.000 colisiones de partículas en ese periodo de tiempo.
Los científicos que trabajan en el Colisionador de Hadrones afirman que han dado un paso más hacia su objetivo de “revelar los misterios del Universo”, según informa la BBC.
En concreto, el físico responsable del grupo de operaciones, Mike Lamont, ha asegurado que esta noticia “marca un punto de inflexión para el colisionador y advirtió de que si continúa con esta evolución dejará a su principal rival, el acelerador de partículas Tevatron en el Laboratorio Fermi (Fermilab) de Illinois, en EE.UU, fuera del negocio”.

Animación http://teknociencia.es/videos/LHC.swf

http://teknociencia.es/videos/Las-Catedrales-de-la-Ciencia-CERN-1954-2004.flv

 

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Skyrmiones (vórtices nanomagnéticos) observados por primera vez de forma directa gracias a los electrones que los atraviesan

Publicado en Nature: Skyrmiones (vórtices nanomagnéticos) observados por primera vez de forma directa gracias a los electrones que los atraviesan

Yu et al. publican  en Nature las primeras imágenes reales de electrones atravesando un campo de skyrmiones en un material magnético. Los electrones se torsionan al atravesar cada skyrmión permitiendo visualizar el campo de skyrmiones por primera vez. Los skyrmiones son vórtices, huracanes cuánticos, en los que el campo magnético gira siempre en el mismo sentido (como el viento en un huracán) alrededor de un punto central donde el campo se anula (el ojo del huracán) y mantienen su forma con gran robustez (igual que los huracanes que pueden recorrer miles de kilómetros sin cambiar de forma y velocidad). Los skyrmiones son soluciones topológicas estables que aparece en ciertas teorías cuánticas de campos y en física del estado sólido. Fueron predichos por el físico teórico Tony Skyrme en los 1960 en un intento de obtener una teoría para la fuerza nuclear fuerte que une los protones y neutrones en los núcleos de los átomos. Se sabía de forma indirecta en ciertos materiales magnéticos se forman skyrmiones nanomagnéticos gracias a las interacciones de Dzyaloshinsky–Moriya, pero el nuevo trabajo ha logrado visualizarlos por primera vez de forma directa. Estos pequeños vórtices nanomagnéticos acabarán teniendo gran número de aplicaciones prácticas en los próximos años. Un gran avance que nos cuentan Christian Pfleiderer y Achim Rosch, “Condensed-matter physics: Single skyrmions spotted,” Nature 465: 880–881, 17 June 2010, haciéndose eco del artículo técnico de X. Z. Yu,Y. Onose,N. Kanazawa,J. H. Park,J. H. Han,Y. Matsui,N. Nagaosa, Y. Tokura, “Real-space observation of a two-dimensional skyrmion crystal,” Nature 465: 901–904, 17 June 2010.

http://francisthemulenews.wordpress.com

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Científicos rechazan la existencia de la energía oscura en el Universo

Un estudio cuestiona el modelo del Cosmos que conocemos. De confirmarse, el trabajo de muchos físicos en busca de partículas éxoticas habría sido en balde

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Una herramienta matemática controla los sistemas criogénicos del LHC

Desarrollada por ingenieros españoles, se ha empleado para la creación de modelos dinámicos

La ingeniería española de simulación ha marcado un nuevo hito con su contribución a la puesta a punto de los sistemas del mayor acelerador de partículas del mundo, el LHC. La herramienta matemática EcosimPro ha servido para el control de los sistemas criogénicos.

 

En el CERN (European Organization for Nuclear Research) de Ginebra se ha creado una librería criogénica de proceso de helio con EcosimPro, que se ha validado con datos de planta reales. Esta librería permite el modelado y simulación de los enfriadores de helio presentes en el LHC.

EcosimPro es una herramienta matemática de modelado y simulación de sistemas dinámicos desarrollada por un equipo de ingenieros de Empresarios Agrupados Internacional (EAI).

Debido a la ?exibilidad y e?ciencia de EcosimPro, se ha simulado una planta entera de criogenia de LHC con un alto grado de precisión, reproduciendo complejos transitorios observados en las plantas reales y comprendidos dentro de los márgenes de operación.

EL LHC (Large Hadron Collider) es el mayor acelerador de partículas del mundo que ha sido construido por el CERN, cerca de Ginebra. En el LHC los haces protones son acelerados en un túnel circular de 27 km de anillo y mantenidos en una trayectoria muy precisa mediante unos inductores magnéticos superconductores de 225 Tn que se mantienen a 4.5 grados Kelvin. Para mantener la superconductividad de los inductores se han diseñado unas unidades de refrigeración criogénica basadas en Helio.

El LHC ha supuesto un hito de la investigación de partículas y se espera que sus resultados sirvan para mejorar los conocimientos sobre la estructura de la materia y el origen del universo.

Creación de modelos dinámicos

EcosimPro se ha empleado en la creación de modelos que han sido exportados como caja-negra a controladores avanzados (controladores no lineales predictivos). El modelo de simulación obtenido se usa para reproducir el comportamiento del lazo de enfriamiento de los imanes superconductores, etapa previa antes de llegar a su temperatura nominal.

Además EcosimPro se emplea en estos momentos para certi?car el funcionamiento de los sistemas de control del LHC; por ejemplo permiten a los ingenieros de criogenia validar la lógica usada en los sistemas de control (alarmas, bloqueos, etc.).

Los resultados de EcosimPro en el campo de la criogenia en el LHC han demostrado la versatilidad de la herramienta para facilitar el modelado en otras áreas como los sistemas de ventilación y enfriamiento, actualmente en desarrollo.

Para comprobar todos los sistemas criogénicos, el CERN cuenta con un sistema de vigilancia muy sofisticado que permite mantener todos los parámetros bajo control. Para diseñar este procedimiento de control, de gran complejidad, se han realizado simuladores en tiempo real. Estos simulaciones han servido para extraer y aprobar una estrategia de control válida, mejorar el conocimiento sobre el sistema criogénico y, finalmente, entrenar a los futuros operadores.

El sistema diseñado se denomina PROCOS (PROcess and COntrol Simulator). Se decidió usar EcosimPro como herramienta de modelado matemático de los procesos criogénicos, ya que permitía pormenorizar toda la complejidad de los distintos componentes implicados (válvulas criogéncias, turbinas, intercambiadores, etc), exportar el modelo final a PROCOS vía programática y resolver todo el conjunto de ecuaciones en tiempo real.

INSTITUTO DE LA INGENIERÍA DE ESPAÑA
http://www.iies.es/

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El presente y el futuro del LHC del CERN


Mike Lamont (CERN)  ha contado en “Near and medium term LHC machine prospects,” Physics at the LHC 2010, 12 June 2010 [vídeo y slides pdf], cuáles son los planes para el LHC durante este año, con bastante detalle, y para el resto de la vida del LHC, obviamente con ciertas reservas. Lograr que el LHC funcione a máximo rendimiento, con la luminosidad, número de colisiones por segundo, para la que ha sido diseñado, requiere ir paso a paso, en un proceso lento, en el cada paso tiene que ser absolutamente seguro. Así ha ocurrido con todos los aceleradores, como el LEP del CERN o el Tevatrón del Fermilab. Hay que recordar que los imanes superconductores del LHC pueden almacenar hasta 11 GJ (gigajulios) de energía, suficiente para calentar y derretir 15 toneladas de cobre (1’7 metros cúbicos). La barrera crítica es 1 MJ (megajulio) como se demostró con el fallo de septiembre de 2008. Este año se alcanzará y superará dicha energía a finales de julio (como muestra la tabla que abre esta entrada). Será un momento crítico, además, muchos expertos estarán de vacaciones. Cualquier descuido puede ser fatal para el experimento. Así que los técnicos van a extremar las precauciones. Si todo va bien, a finales de este año se habrá alcanzado una luminosidad pico próxima a 1032 cm-2s-1, que será mantenida de forma constante desde el 4 de febrero de 2011 hasta alcanzar una luminosidad integrada de 1 fb-1 durante 2011. Hay que recordar que a dicha luminosidad pico se acumulurán del orden de 0’1 fb-1 de colisiones cada mes (más o menos lo mismo que se habrá logrado acumular durante todo el año 2010), con lo que empezando en febrero, se espera que a finales de octubre se haya logrado el objetivo para el año 2011.

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Descubren hasta cinco versiones de la ‘partícula de Dios’

Experimentos realizados por investigadores estadounidenses demuestran que en el universo abundan las llamadas “partículas de Dios”, un elemento pronosticado teóricamente y gracias al cual la materia adquiere la masa y la posibilidad de existir en una forma determinada, informó la cadena británica BBC.

Los experimentos llevados a cabo en el acelerador de partículas estadounidense Tevatrón, segundo por su potencia y principal competidor del Gran Colisionador de Hadrones instalado en Suiza, han confirmado que pueden existir al menos cinco “partículas de Dios” y no una.

La hipótesis sobre la “partícula de Dios”, bautizada por los científicos como “bosón de Higgs”, fue propuesta en los años 1960 por el físico británico Peter Higgs. En el Universo, según explicó, existe un campo invisible y cuando lo atraviesan determinadas partículas elementales, éstas “captan” bosones subatómicos y adquieren la masa.

 

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Análisis de las colisiones en el LHC del CERN

Este vídeo de youtube ” ilustra muy bien cómo funciona el análisis de las colisiones en el LHC del CERN”. Si se producen demasiadas colisiones por segundo para que podamos almacenarlas todas en disco para analizarlas a posteriori hay que seleccionar qué colisiones almacenar y cuáles descartar. Estos sistemas de triggers (disparadores) descartan en tiempo real las colisiones que no son interesantes (a priori) y diparan el almacenamiento en disco las colisiones que sí parece que son interesantes para su posterior análisis. Ahora mismo se están desarrollando las primeras pruebas de estos sistemas en todos los detectores (especialmente en LHCb) ya que hasta hace solo unas semanas la luminosidad (brillo) de los haces de protones en el tubo del LHC no era suficiente para realizar estas pruebas. Las primeras pruebas están siendo todo un éxito como nos cuenta Don Lincoln, “Drinking data from a fire hose at the LHC,”

Symmetry Breaking ( Fermilab Today), June 11, 2010.

Un poco de humor de vez en cuando no viene mal.Los textos son serios , el video… no tanto , evidentemente.

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