Archive for February, 2012
CERN footage openlab
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Open heart surgery at the LHC
On 17 January this year there was a race against time in the CMS cavern. In order to replace a faulty LHC component, members of the Vacuums, Surfaces and Coatings (VSC) Group, in collaboration with the CMS experiment team, had to extract and then reinsert a 2-m long section of vacuum chamber. And they had one hour to do it.
At the start of the LHC's winter technical stop, an X-ray was done to check the position of the RF fingers at Point 5. The X-ray at the top confirmed that the RF fingers (in the red circle) were not in the correct position, unlike on the lower picture.
If the vacuum is insufficient, pressure mounts and the problems start. In the LHC the ideal pressure is around 10-10 mbar. Once this threshold is exceeded, the “noise”, which means the interference generated by the residual gas present in the machine, compromises physics measurements.
In early summer 2011, a pressure a hundred times in excess of the ideal pressure was observed at the connection between two sections of the vacuum chamber only a few metres from the CMS interaction point.
Outside in
One hypothesis on which attention was particularly concentrated was the possibility of faulty radiofrequency fingers. The fingers are designed to ensure continuous electrical contact between two sections of vacuum chamber while allowing them to slide over each other as the machine contracts and expands with temperature variations. If one of the fingers is distorted and loses contact with the adjacent section of vacuum chamber, perfect electrical contact is broken and this can induce heating. There is then a risk of gas being propagated inside the vacuum chamber, causing pressure peaks, and this is precisely what was observed.
So at the start of the LHC’s winter technical stop, this section of the accelerator was X-rayed and the hypothesis was confirmed: the RF fingers, which were supposed to be around the adjacent section of vacuum chamber, had slid inside it (see the photos below).
The checks showed that there was too great a distance between the two sections of vacuum chamber. Initial studies indicate that the equipment has moved a few millimetres since installation of the LHC. It is therefore conceivable that during a movement the two sections of vacuum chamber moved so far apart that contact was virtually lost. That's when things got outside in.
We open up!
The top photo shows the RF fingers inside the adjacent section of vacuum chamber, while on the lower photograph they are outside of it as they should be.
Although the cause had been established, the problem remained. After several discussions with the CMS team, the decision was taken to take action, but this entailed removing a 2-metre-long section of vacuum chamber! Naturally without compromising the vacuum quality of the rest of the detector. So, on 17 January, in a strictly time-limited operation in view of the proximity of a relatively radioactive component, and operating on scaffolding 10 m above the floor of the CMS cavern, several sections of the VSC Group and members of the CMS collaboration joined forces to perform the repair work. This was a challenge for the team since for the first time a 2-metre section of vacuum chamber had to be removed from the very heart of a particle physics experiment!
Luckily, there was a tried-and-tested technique to hand to address the vacuum problem as it had already been used in the LHC. During the operation, neon was continuously injected into the untouched adjacent sections of vacuum chamber. Pumped into these adjacent vacuum chambers at the opposite ends to the intervention zone, the neon acts as a barrier to the ambient air as it moves out of the vacuum chamber into the cavern, thereby preventing the air from penetrating into the vacuum chamber. Unlike the ambient air, this rare gas doesn't impair the coating inside the vacuum chambers and has no adverse effect on the speed of vacuum pumping.
After only one hour, the patient could be “stitched up” again. The operation went perfectly smoothly, as confirmed by a new X-ray. Vincent Baglin, member of the VSC Group, expressed his appreciation to all those involved for their extraordinary commitment and the quality of the work achieved.
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El Universo: Agujeros del Espacio
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El Universo: Agujeros del Espacio Imaginemos que el universo es un inmenso trozo de queso suizo galáctico. Nuestro cosmos infinito podría estar repleto de una variedad de "agujeros" extraños y peculiares: negros, blancos, "micro" y agujeros de gusano. Estos agujeros son entradas donde los objetos y la materia pueden desaparecer, ser expulsados o escapar a algún otro lugar en el espacio-tiempo. En la actualidad, conocemos la existencia de los agujeros negros, pero ahora los científicos están tratando de confirmar que otros agujeros están al acecho en el hiperespacio. Un agujero blanco es lo contrario de un agujero negro, ya que en lugar de absorber la materia, la expulsa. El agujero de gusano es una entrada en la estructura del espacio y el tiempo. En las ecuaciones de Einstein, se incluye la posibilidad de la existencia de estos agujeros. Conoceremos nuevos descubrimientos, entre ellos los agujeros negros binarios que colisionan, los agujeros negros intermedios y la fabricación de micro agujeros negros. |
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El Universo: Viaje espacial
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El Universo: Viaje espacial Cuando el hombre por fin se liberó de la fuerza de la gravedad de la Tierra, el sueño de viajar a otros planetas se hizo realidad. En la actualidad, con la esperanza de viajar más rápido a través de la inmensidad del espacio, los científicos están proponiendo una extraña selección de tecnologías: desde las naves espaciales que cuentan con velas capaces de captar los rayos láser, a los motores a propulsión impulsados por una extraña entidad conocida como anti-materia. Durante el programa también examinaremos la ciencia que se encuentra tras la extravagante noción conocida con el nombre de warp-drive (propulsión por curvatura) y una partícula teórica que puede viajar a mayor velocidad que la luz. |
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El Universo: Misterios inexplicables
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El Universo: Misterios inexplicables Nos adentraremos en lo más recóndito de los mitos, los errores, las verdades y los sorprendentes misterios de nuestro universo único. Examinaremos los lugares más remotos del espacio y trataremos de responder a diversas cuestiones: ¿Hay agua en Marte y podría sostener la vida? ¿Son posibles los viajes en el tiempo? ¿Los respalda la teoría de Einstein sobre la relatividad? ¿Por qué hay tan poca antimateria en nuestro universo y es tan volátil cuando se combina con la materia? ¿Tiene el Sol una compañera estrella oscura que podría suponer una amenaza para nuestro planeta? ¿Cuál fue la inexplicable chispa que encendió el Big Bang y dio lugar al nacimiento de nuestro universo? Realizaremos un viaje desde la ciencia ficción, que predijo todos estos fenómenos, hasta la realidad científica que explica lo que significan para los seres humanos en nuestro universo en constante cambio. |
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El Universo: Materia oscura, energía oscura
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El Universo: Materia oscura, energía oscura Los científicos no saben en realidad lo que es, pero la materia oscura y la energía oscura forman el 96% del Universo. La materia oscura está presente en todas partes. Atraviesa todo lo que conocemos en la Tierra a miles de millones de partículas por segundo; sin embargo, nadie ha conseguido detectar de forma directa esta misteriosa sustancia oscura. Asimismo, la Energía Oscura, que está separando rápidamente nuestro Universo, resulta incluso más desconcertante. Descubierta hace tan sólo diez años, los científicos se esfuerzan en comprender sus insólitas características y dar respuesta a la pregunta fundamental: ¿Cuál es el destino de nuestro Universo?. |
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