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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”.

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Por el momento, el LHC está funcionando a la mitad de energía para la que fue diseñado, aunque los científicos pretenden poner la máquina al máximo de su capacidad antes del año 2013. De esta forma, los científicos esperan encontrar una partícula subatómica conocida como el ‘bosón de Higgs’, apodado la ‘partícula de Dios’, que explicaría por qué la materia tiene masa.

En este sentido, Lamont ha señalado que la luminosidad es la clave para detectar partícula y, por lo tanto “cuantas más colisiones se produzcan, más posibilidades habrá de dar con ella”.

http://www.noticias.com

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Los científicos que trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), popularmente conocida como la ‘máquina del Big Bang, aseguran que han dado un nuevo paso adelante en su objetivo de desentrañar los enigmas de la materia y los orígenes del Universo.

El mayor acelerador de partículas del mundo, situado en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN, por sus siglas en inglés) de Ginebra (Suiza), ha batido un nuevo récord, al duplicar la cantidad de colisiones que produce cada segundo. Con este incremento, el acelerador genera alrededor de 10.000 colisiones de partículas en este intervalo de tiempo.

El físico Andrei Golutvin, del CERN, asegura que este nuevo récord supone el comienzo de una nueva étapa que convertirá al LHC en el más importante y poderoso colisionador de partículas del mundo, según informa la BBC.

El rival del LHC es el acelerador de partículas Tevatron en el Laboratorio Fermi(Fermilab) en Illinois, EEUU. Esta instalación ha operado a intensidades más altas, pero el actual récord de colisiones pertenece al Cern.

En busca de la ‘partícula de Dios’

Los últimos meses, los ingenieros del LHC han aumentado cuidadosa y progresivamente la energía y la intensidad de los protones que circulan en su anillo subterráneo de 27 kilómetros.

Por el momento, el LHC está funcionando con la mitad de la energía para la que fue diseñado, pero los científicos pretenden poner la máquina al máximo de su capacidad antes de 2013.

Los científicos esperan encontrar una escurridiza partícula subatómica conocida como el bosón de Higgs, la llamada ‘partícula de Dios’, que explicaría porqué la materia tiene masa. “Cuantas más colisiones consigamos, más cerca estaremos de la supersimetría, la matería oscura, el bosón de Higgs y otros tipos nuevos de física”, aseguran desde el Cern.

http://www.elmundo.es

LHC smashes beam collision record

Scientists working on the Large Hadron Collider (LHC) say they have moved a step closer to their aim of unlocking the mysteries of the Universe.

The world’s highest-energy particle accelerator has produced a record-breaking particle collision rate – about double the previous rate.

The collider is now generating around 10,000 particle collisions per second, according to physicist Andrei Golutvin.

The LHC is housed in a 27km circular tunnel under the French-Swiss border.

The more collisions we get, the closer we get to supersymmetry, dark matter, the Higgs boson and other types of new physics

Dr John Ellis Cern theorist

The vast machine is operated by the European Organization for Nuclear Research (Cern), based near Geneva in Switzerland.

Physicists say this marks the start of turning the LHC into the world’s most powerful particle collider.

“It’s clear that the LHC is the new boy in town, but in two years running we’re going to put Fermilab out of business,” operation group leader Mike Lamont told BBC News.

The Tevatron particle accelerator at the Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) in Illinois, USA, is the LHC’s rival. It has operated at higher intensities, but the current collision rate is a record for Cern.

The LHC is expected to overtake the American machine in due course.

Over the past few months, LHC engineers have slowly and carefully increased the energy and intensity of the proton beams which race around the collider’s 27km-long “ring”.

The LHC will aim to detect the elusive Higgs boson

This weekend, engineers smashed together two beams consisting of three “bunches” of protons particles.

For the first time, these bunches were at “nominal” intensity – the intensity the LHC was designed to work at. This means each bunch consisted of as many as 100 billion protons.

The LHC smashed together its first two particle beams travelling at close to the speed of light in November 2009.

At the moment, it is running at half the energy it was designed for, but the scientists aim to take the machine to the top energy of seven tera-electronvolts (TeV) per beam by 2013.

Stationed around the collider’s ring are four large experiments designed to study new physics – in a bid to shed light on the secrets of our Universe. These are Compact Muon Solenoid (CMS), Atlas, Alice and LHCb, of which Dr Golutvin is chief scientist.

Scientists hope to find an elusive sub-atomic particle known as the Higgs boson, dubbed the “God particle”, which explained why matter has mass.

Nerve centre

Standing in the LHC’s main control room, the machine’s “nerve centre”, Mike Lamont explained that his team has recently achieved a record luminosity – a measure of the number of protons colliding per second.

Luminosity is key to a particle smasher’s power, he said. More collisions means more chances of “really interesting physics, like [finding] the Higgs”, Dr Lamont explained.

Dr John Ellis, one of Cern’s top theoretical physicists, is among those on the hunt for the Higgs. Dr Ellis said he was very excited by the LHC’s latest record.

“Protons are complicated particles, they’ve got quarks, [and other small particles], and colliding them is like colliding two garbage cans and watching carrots come out,” he told BBC News.

“The more collisions we get, the closer we get to supersymmetry, dark matter, the Higgs boson and other types of new physics.”

The theoretical physicist explained that collision rates depend on the bunch intensity – the number of protons in a bunch.

“Now we will be trying to increase the number of those bunches, and then probably in August we will spend quite a period of time just banging away and trying to get as many collisions as we can.”

The eventual aim is to reach 2,808 bunches in a beam. The LHC team hopes to get there by 2016.

Professor Ellis added that as the luminosity increases, one of the things physicists at Cern will be looking for is a mini- black hole.

“It would be absolutely, fantastically exciting if we produced black holes at the LHC,” he said.

“Then we would test our ideas about gravity, quantum physics, string theory. This would be much more exciting than finding a… Higgs boson or even dark matter.”

A Cern report released in 2008 concluded that these mini-black holes would pose no danger, as they would vanish shortly after being made.

Scientists point out that the collisions generated by the cosmic rays which have been hitting the Earth’s atmosphere from space for billions of years can be far more energetic than those at the LHC.

Beam stability

Dr Lamont said that before stepping up the bunch intensity, scientists had to be certain the beam carrying bunches at nominal intensity was not going to become unstable.

“Up to now we’ve been working with very low intensities because we didn’t want to risk any damage,” he said.

On March 30, the two beams that produced the first high-energy collisions of seven teraelectronvolts (TeV) contained four bunches each, but with a relatively small number of protons in each bunch.

He said that as the number of protons increased, the team had to be really careful not to lose “a high-intensity beam in an uncontrolled way”.

“The beam has got enough energy to melt a hole in the vacuum pipe, cause a vacuum leak into the magnet and helium leak into the vacuum pipe. It could be a real mess and would probably take us six months to repair,” said Dr Lamont.

But he said the consequences for the general public would be roughly nil.

“Standard analogy is a British aircraft carrier going at 12 knots. Imagine it going into the Mont Blanc Bridge – it would be a real wreck, but it would not destroy half of Geneva.

“And given that this is all buried 100m under ground, the loss of energy would be very localised and safely contained in the tunnel.”

A helium leak happened once before – in 2008. Shortly after the collider was first switched on, a fault with an interconnection between two magnets caused six tonnes of liquid helium to leak into the tunnel.

It took the scientists 14 months of repairs to re-launch the machine.

The LHC is located in a picturesque region of French-Swiss Alps, but Dr Lamont said the team has so far had few opportunities to get off the site and enjoy the area’s natural beauty..

“The aim over this summer now is to get into a routine, where we’re just turning the handle, delivering collisions on a regular basis to the experiments,” he said.

And this weekend’s record is the first step towards that goal, he added.

“Once we get into a routine, [scientists on individual experiments] can get on with their analysis, and we can gradually increase the intensity and at the same time catch our breath, go home see our families and maybe get into the mountains occasionally.”

http://news.bbc.co.uk/2/hi/science_and_environment/10430234.stm

El bosón de Higgs es una partícula elemental hipotética masiva cuya existencia es predicha por el modelo estándar de la física de partículas. Es la única partícula del modelo estándar que no ha sido observada hasta el momento, pero desempeña un papel importante en la explicación del origen de la masa de otras partículas elementales, en particular la diferencia entre el fotón (sin masa) y los bosones W y Z (relativamente pesados). Las partículas elementales con masa y la diferencia entre la interacción electromagnética (causada por los fotones) y la fuerza débil (causada por los bosones W y Z) son críticos en muchos aspectos de la estructura microscópica (y así macroscópica) de la materia. Con esto, si la partícula existe, el bosón de Higgs tendría un enorme efecto en la física y el mundo de hoy.

Hasta la fecha, ningún experimento ha detectado directamente la existencia del bosón de Higgs. El mecanismo de Higgs, lo que da masa al vector bosón, fue teorizado en 1964 por Peter Higgs, François Englert y Robert Brout (quienes trabajaban en las ideas de Philip Anderson), e independientemente por G. S. Guralnik, C. R. Hagen y T. W. B. Kibble. Higgs -en un comentario añadido a una carta dirigida a la Physical Review- propuso que la existencia de una partícula escalar masiva podría ser una prueba de la teoría . Steven Weinberg y Abdus Salam fueron los primeros en aplicar el mecanismo de Higgs a la ruptura espontánea de simetría electrodébil. La teoría electrodébil predice una partícula neutra cuya masa no sea muy lejana de la de los bosones W y Z.

La partícula llamada bosón de Higgs es un cuanto de uno de los componentes del campo de Higgs. En un espacio vacío, el campo de Higgs adquiere un valor esperado de vacío (VEV) diferente de cero que permanece constante en el tiempo y en todo lugar del universo. El VEV de un campo de Higgs es constante e igual a 246 GeV. La existencia de un VEV no nulo tiene una importancia fundamental: da una masa a cada partícula elemental, incluyendo al mismo bosón de Higgs. En particular, la adquisición espontánea de un VEV diferente de cero rompe la simetría gaugiana electrodébil, un fenómeno conocido como el mecanismo de Higgs. Este es el simple mecanismo capaz de dar masa a un bosón de gauge que es también compatible con la Teoría de campo de gauge.

En el modelo estándar, un campo de Higgs consiste en dos campos neutrales y dos cargados. Los dos componentes cargados y uno del neutro son bosones de Goldstone, que no tienen masa y se convierten, respectivamente, en los componentes longitudinales de tercera-polarización de los bosones W y Z (masivos). Lo cuántico de los restantes componentes neutrales corresponde a los bosones masivos de Higgs. Un campo de Higgs es un campo escalar, el bosón de Higgs tiene un espín cero y no tiene momento angular intrínseco. El bosón de Higgs es también su propia antipartícula y tiene simetría CPT.

El modelo estándar no predice el valor de la masa del bosón de Higgs. Si la masa de este bosón es entre 115 y 180 GeV, entonces el modelo estándar puede ser válido a todas las escalas energéticas hasta la escala de Planck (1016 TeV). Muchas teorías están a la expectativa de una nueva física más allá del modelo estándar que podría surgir a escalas de TeV, basadas en las carencias del modelo estándar. La escala más alta posible de masa permitida en el bosón de Higgs (o en alguna ruptura espontánea de simetría electrodébil) es de un TeV; tras ese punto el modelo estándar se vuelve inconsistente sin un mecanismo de ese tipo porque la unicidad es violada en ciertos procesos de dispersión. Muchos modelos de supersimetría predicen que el bosón de Higgs tendrá una masa sólo ligeramente por encima de los actuales límites experimentales, a unos 120 GeV o menos.

Hasta la fecha, el bosón de Higgs no ha sido observado experimentalmente, a pesar de los esfuerzos de los grandes laboratorios de investigación como el CERN o el Fermilab. La no observación de pruebas claras permite estimar un valor mínimo experimental de masa 114.4 GeV para el bosón de Higgs del modelo estándar, con un nivel de confianza del 95%. Un pequeño número de eventos no concluyentes han sido registrados experimentalmente en el colisionador LEP en el CERN. Éstos han podido ser interpretados como resultados de los bosones de Higgs, pero la evidencia no es concluyente. Se espera que el Gran Colisionador de Hadrones, ya construido en el CERN, pueda confirmar o desmentir la existencia de este bosón. El fascinante anillo de 27 km de circunferencia (llamado Large Hadron Collider) fue encendido el 10 de septiembre de 2008, como estaba previsto, pero un fallo en el sistema de enfriamiento que debe mantener los imanes a una temperatura aproximada de -271,3 °C detuvo el experimento, hasta el 20 de noviembre del 2009, dia en el que volvió a ser encendido, desde 450 GeV a 2.23 TeV. Pero fue apagado para realizar ajustes y el 30 de marzo, volvió a ser encendido, aunque a potencia de 7 TeV. Eso si, no será hasta 2013 cuando funcione a pleno rendimiento.

La búsqueda del bosón de Higgs es también el objetivo de ciertos experimentos del Tevatrón en el Fermilab y en el LHC del CERN.

Bibiografia Wikipedia.org

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The Standard Model of Particle Physics

El modelo estándar de la física de partículas es una teoría que describe las relaciones entre las interacciones fundamentales conocidas entre partículas elementales que componen toda la materia. Es una teoría cuántica de campos desarrollada entre 1970 y 1973 que es consistente con la mecánica cuántica y la relatividad especial. Hasta la fecha, casi todas las pruebas experimentales de las tres fuerzas descritas por el modelo estándar están de acuerdo con sus predicciones. Sin embargo, el modelo estándar no alcanza a ser una teoría completa de las interacciones fundamentales debido a que no incluye la gravedad, la cuarta interacción fundamental conocida, y debido también al número elevado de parámetros numéricos (tales como masas y constantes que se juntan) que se deben poner a mano en la teoría (en vez de derivarse a partir de primeros principios).

Interview to T.D.Lee on Neutrinos

http://cdsweb.cern.ch/record/1266897

Spotlight on CERN : The code of conduct

The start up of the LHC this year has been a testament to the power of CERN’s scientific collaboration, bringing people, men and women, together for the greatest of achievements. Such collaboration requires openness regarding diversity, as well as inherent, solid values. To ensure the Organization continues on its successful track, consensus has been reached on what values characterize CERN, and these have been brought together into a Code of Conduct, describing the basic standard of behaviour that we can all expect from ourselves and our colleagues in the workplace

Interviews with Rolf Heuer, CERN Director General, Anne-Sylvie Catherin, Head of the Human Resources Department, et Vincent Vuillemin, CERN’s Ombuds .

http://cdsweb.cern.ch/record/1269320

El Universo – La Materia y la Energía Oscuras

Quantum Mechanics

Quantum Physic Teoria de Cuerdas Universo Elegante

Dark secrets of the Universe

It’s perhaps natural that we don’t know much about how the Universe was created – after all, we were never there ourselves. But it’s surprising to realise that when it comes to the Universe today, we don’t necessarily have a much better knowledge of what is out there. In fact, astronomers and physicists have found that all we see in the Universe – planets, stars, galaxies – accounts for only a tiny 4% of it! In a way, it is not so much the visible things that define the Universe, but rather the void around them.

Cosmological and astrophysical observations indicate that most of the Universe is made up of invisible substances that do not emit electromagnetic radiation – that is, we cannot detect them directly through telescopes or similar instruments. We detect them only through their gravitational effects, which makes them very difficult to study. These mysterious substances are known as ‘dark matter’ and ‘dark energy’. What they are and what role they played in the evolution of the Universe are a mystery, but within this darkness lie intriguing possibilities of hitherto undiscovered physics beyond the established Standard Model.

Dark matter
Dark matter makes up about 26% of the Universe. The first hint of its existence came in 1933, when astronomical observations and calculations of gravitational effects revealed that there must be more ‘stuff’ present in the Universe than telescopes could see.

Researchers now believe that the gravitational effect of dark matter makes galaxies spin faster than expected, and that its gravitational field deviates the light of objects behind it. Measurements of these effects show that dark matter exists, and they can be used to estimate the density of dark matter even though we cannot directly observe it.

But what is dark matter? One idea is that it could contain ‘supersymmetric particles’ – hypothesized particles that are partners to those already known in the Standard Model. Experiments at the Large Hadron Collider may be able to find them.

Dark energy
Dark energy makes up approximately 70% of the Universe and appears to be associated with the vacuum in space. It is homogenously distributed throughout the Universe, not only in space but also in time – in other words, its effect is not diluted as the Universe expands.

The even distribution means that dark energy does not have any local gravitational effects, but rather a global effect on the Universe as a whole. This leads to a repulsive force, which tends to accelerate the expansion of the Universe. The rate of expansion and its acceleration can be measured by observations based on the Hubble law. These measurements, together with other scientific data, have confirmed the existence of dark energy and provide an estimate of just how much of this mysterious substance exists.

http://public.web.cern.ch/public/en/Science/Dark-en.html

The Dark Side of the Universe: Dark Matter and Dark Energy (1/4)

http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=77816

http://cdsweb.cern.ch/record/1248220/

The Dark Side of the Universe: Dark Matter and Dark Energy (2/4)

http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=77817

http://cdsweb.cern.ch/record/1248221/

The Dark Side of the Universe: Dark Matter and Dark Energy (3/4)

http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=77818

http://cdsweb.cern.ch/record/1248222/

The Dark Side of the Universe: Dark Matter and Dark Energy (4/4)

http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=77819

http://cdsweb.cern.ch/record/1248223/

Scenarios and Technological Challenges for a LHC Luminosity Upgrade: Introduction to the LHC Upgrade Program and Summary of Physics Motivations (1/5)

After a general introduction to the motivations for a LHC upgrade, the lectures will discuss the beam dynamics and technological challenges of the increase of the LHC luminosity, and the possible scenarios. Items such as a stronger final focus with larger aperture magnets, crab cavities, electron cloud issues, beam-beam interaction, machine protection and collimation will be discussed.

http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=55041

http://cdsweb.cern.ch/record/1181478/

Scenarios and Technological Challenges for a LHC Luminosity Upgrade: The Detector Upgrade and the Requirements on the Upgrade Scenarios (2/5)

http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=55042

Scenarios and Technological Challenges for a LHC Luminosity Upgrade: Scenarios for the LHC Luminosity Upgrade (3/5)

http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=55043

Scenarios and Technological Challenges for a LHC Luminosity Upgrade: Main Accelerator Science Challenges (4/5)

http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=55044

Scenarios and Technological Challenges for a LHC Luminosity Upgrade: Main Accelerator Science Challenges (5/5)

http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=55045

Universo elegante, El sueño de Einstein

El Universo Mas alla del Big bang

Stephen Hawking y Brian Cox

El mayor error de Einstein

Tuesday, June 29th, 2010, by admin and is filed under "Alice experiment, Astrofisica, Atlas experiment, Atomo, CERN, CMS experiment, Ciencia, Cosmologia, Fermilab, Fisica, Fisica Nuclear, Fisica Teorica, Fisica de alta energia, Fisica de particulas, Ingenieria, Internacional, Investigacion, LHC, LHCB experiment, Matematicas, Mecanica cuantica, MoEDAL experiment, Science, Sincrotrón, Technology, Tecnologia, Tevatron, Universidad, Universo | , Agujeros negros, Astrofisica, CERN, Ciencia, Collisions Particles, Cosmologia, Fermilab, Fisica, Fisica de particulas, Fisica Nuclear, Fisica Teorica, Investigacion, LHC, Matematicas, Mecanica cuantica, Science, Tevatron, Universo ". You can leave a response here, or send a Trackback from your own site.