El futuro del LHC y de la física en el CERN

En http://www.i-cpan.es y http://www.fpa.csic.es han publicado los siguientes articulos:
Lyn Evans líder de la construcción del LHC, nuevo director del Colisionador Lineal

La designación de un director del Colisionador Lineal se produjo tras una revisión por parte del ICFA de candidatos nominados por las comunidades de física de partículas americana, asiática y europea. El cargo de director asociado se discutirá en la próxima ICHEP 2012 en Melbourne.

Participación española en el Colisionador Lineal

España participa en el proyecto del Colisionador Lineal desde sus inicios. Entre las numerosas reuniones y conferencias que han sido organizadas por grupos españoles, cabe destacar los realizados en Valencia (2006) y Granada (2011). La participación española está siendo coordinada desde 2006 mediante una red institucional con el fin de optimizar y aumentar el impacto internacional de los grupos españoles en el proyecto, iniciativa impulsada por el entonces gestor del programa de Física de Partículas, Domènec Espriu (UB), y que ha sido liderada posteriormente por Juan Fuster (IFIC, CSIC-UV) y en la actualidad por Alberto Ruíz (IFCA, CSIC-UC)

España es miembro del GDE-ILC desde 2008, y es por ello miembro del Comité FALC (Funding Agencies for Future Colliders), donde se discuten las iniciativas del área de manera global. En este comité son miembros Estados Unidos, Canadá, Japón, Corea del Sur, Alemania, Francia, Italia, Reino Unido y España. Otros países como India o Rusia participan como observadores.

Juan Fuster es el actual presidente europeo para el estudio de los detectores y la física del futuro Colisionador Lineal. En su opinión, “el nombramiento de Lyn Evans como director del proyecto del colisionador lineal es una noticia excelente dada su motivación para el proyecto y su alto nivel de conocimiento en el campo, ya que es el constructor del acelerador LHC del CERN. Es la mejor opción que se podía tener y un claro mensaje de que el proyecto es viable con una fuerte implicación europea”....[]

Lyn Evans líder de la construcción del LHC, nuevo director del Colisionador Lineal

El esfuerzo internacional par diseñar el próximo gran acelerador de partículas del mundo tiene un nuevo líder. El Comité Internacional para Futuros Aceleradores (ICFA, por sus siglas en inglés) anunció ayer la designación del investigador del CERN Lyn Evans como el nuevo director del Colisionador Lineal. Evans, que dirigió la construcción del LHC, es el primero en ocupar esta nueva posición, que unirá los dos programas existentes para construir un colisionador lineal a gran escala bajo un mismo gobierno.

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Hasta ahora, la comunidad internacional en física de partículas ha estado desarrollando propuestas para dos diferentes aceleradores, el Colisionador Lineal Internacional (ILC) y el Colisionador Lineal Compacto (CLIC). Evans conducirá el esfuerzo de unificar estos programas y representará el esfuerzo combinado de la comunidad científica mundial y las agencias financiadoras.

Un colisionador lineal complementaría los descubrimientos hechos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN haciendo chocar electrones y positrones (su antipartícula) para comprobar aún más la naturaleza fundamental de la materia. En el LHC las colisiones son entre protones.

Unión de dos proyectos

El ILC está diseñado para colisionar partículas partículas entre 0,5 y 1 TeV (teraelectronvoltios). Usa estructuras superconductoras frías para acelerar los haces de partículas. El proyecto está liderado por un grupo internacional denominado ILC Global Design Effort (GDE-ILC), donde están representados diferentes países, entre ellos España. En 2013 entregará su diseño técnico al ICFA, señalando que la máquina está en principio lista para ser construida.

CLIC usa la tecnología de superconducción habitual en dos nuevos sistemas de haces para acelerar partículas entre 0,5 y 3 TeV. Es una colaboración internacional iniciada por el CERN y supone una nueva tecnología que se encuentra actualmente en fase de ‘desarrollo conceptual’.

Recientemente, los dos proyectos han estado colaborando en cuestiones tecnológicas comunes. El nuevo liderazgo de Evans unificará los dos esfuerzos, proporcionando una dirección para la investigación y el desarrollo de ambas tecnologías.

Líder de la construcción del LHC

Evans aporta una gran cantidad de experiencia en tecnología y liderazgo, demostrada recientemente al liderar la construcción del LHC. En su nuevo puesto trabajará con tres directores asociados, uno por cada proyecto, ILC y CLIC, y los detectores asociados.

La designación de un director del Colisionador Lineal se produjo tras una revisión por parte del ICFA de candidatos nominados por las comunidades de física de partículas americana, asiática y europea. El cargo de director asociado se discutirá en la próxima ICHEP 2012 en Melbourne.

Participación española en el Colisionador Lineal

España participa en el proyecto del Colisionador Lineal desde sus inicios. Entre las numerosas reuniones y conferencias que han sido organizadas por grupos españoles, cabe destacar los realizados en Valencia (2006) y Granada (2011). La participación española está siendo coordinada desde 2006 mediante una red institucional con el fin de optimizar y aumentar el impacto internacional de los grupos españoles en el proyecto, iniciativa impulsada por el entonces gestor del programa de Física de Partículas, Domènec Espriu (UB), y que ha sido liderada posteriormente por Juan Fuster (IFIC, CSIC-UV) y en la actualidad por Alberto Ruíz (IFCA, CSIC-UC)

España es miembro del GDE-ILC desde 2008, y es por ello miembro del Comité FALC (Funding Agencies for Future Colliders), donde se discuten las iniciativas del área de manera global. En este comité son miembros Estados Unidos, Canadá, Japón, Corea del Sur, Alemania, Francia, Italia, Reino Unido y España. Otros países como India o Rusia participan como observadores.

Juan Fuster es el actual presidente europeo para el estudio de los detectores y la física del futuro Colisionador Lineal. En su opinión, “el nombramiento de Lyn Evans como director del proyecto del colisionador lineal es una noticia excelente dada su motivación para el proyecto y su alto nivel de conocimiento en el campo, ya que es el constructor del acelerador LHC del CERN. Es la mejor opción que se podía tener y un claro mensaje de que el proyecto es viable con una fuerte implicación europea”.

http://www.i-cpan.es

http://www.fpa.csic.es

Enlaces:

Conceptos de fisica y energia LHC CERN prof. Mario Benedetti

Y en este otro articulo:
El CERN comienza el diseño de la actualización del LHC

La comunidad de Física de Altas Energías prepara su posición conjunta para la futura Estrategia Europea de Física de Partículas

El LHC y sus sucesores

No mucho tiempo antes de la primera parada técnica de largo del LHC, los ingenieros y los físicos ya están trabajando en la próxima generación de aceleradores: HL-LHC y LHeC. La primera sería impulsar las colisiones protón-protón a una tasa de luminosidad sin precedentes, y el segundo le daría un segundo aire a las colisiones electrón-protón.

En un año, el LHC comenzará a cambiar. Durante la primera parada larga, de diciembre de 2012 a finales de 2014, la máquina pasará a través de una primera fase de mejoras importantes, con el objetivo de funcionar a 7 TeV por haz a principios de 2015.

Con esta larga parada técnica y los otros dos que le siguen (en 2018 y 2022), un nuevo proyecto verá la luz del día. Los planes actuales incluyen el estudio de algo que se parece más a una máquina nueva en vez de una simple actualización: la alta luminosidad del LHC (HL-LHC). Mucho más potente que el actual de la máquina, la HL-LHC aspirarà a una tasa muy alta de producción de eventos para el ALICE, ATLAS, LHCb y detectores CMS. "Por el lado de la máquina, el proyecto HL-LHC ha sido aprobado y deben ser co-financiado como un estudio realizado por la UE", dice Oliver Brüning, líder de los aceleradores y Manga Grupo de Física (ABP) de BE Departamento HL-LHC Adjunto Líder de Proyecto y Jefe del acelerador Estudio de LHeC. "Por el lado de los experimentos, los equipos están trabajando en los informes técnicos de diseño. Esta parte no ha sido aprobada todavía, y los fondos todavía no se han encontrado. "Si todo va bien, el HL-LHC podría estar listo para empezar a correr en torno a 2020.

Mientras tanto, los ingenieros y los físicos han comenzado a trabajar en otro proyecto, que podría ser construida en paralelo al HL-LHC. Llamado LHeC, será diseñado para las colisiones entre electrones y protones. "El LHeC podría aplicarse de dos maneras diferentes", explica Frank Zimmermann, miembro del Grupo SER / ABP y Coordinador Adjunto EuCARD. "La primera de ellas sería la construcción de un anillo de electrones en el túnel del LHC, en la parte superior de la actual - que conduce a lo que los físicos llaman una máquina ring-ring. La segunda solución sería construir un túnel separado de alrededor de 9 km que sería la sede de dos Linacs superconductores en un circuito de recuperación de energía LINAC (ERL) esta configuración en los dos Linacs se conectan a través del arco de retorno. El haz de electrones se acelera en tres pasadas por cada LINAC, antes de que electrones y protones colisionen, estas colisiones se producirían en el más alto de energía en el LHC. "En ambos casos, los haces de electrones y de protones se cruzan en un punto único, donde un experimento nuevo será instalado.

Obviamente, cada una de estas dos propuestas tiene sus propios desafíos. "Con la opción de ring-ring, el problema es que los actuales experimentos del LHC no tiene un agujero para el haz de electrones", subraya Oliver. "Así que tendrá que pasar por alto la construcción de un túnel de 1,3 km de longitud adicional para cada experimento para permitir que el haz de electrones para seguir su ruta sin contratiempos." El trabajo del túnel adicional sería necesario para la inyección del haz y de extracción. "Esta opción se traduciría en un montón de ingeniería civil y la complicada logística", concluye Oliver.

Por otro lado, el LINAC superconductor presenta otras dificultades. Para alcanzar el máximo rendimiento, la potencia del haz sería tan alto que se hace inalcanzable en términos de ... de la factura de la luz! Fue entonces cuando Frank sugirió el uso de la técnica de ERL - recuperación de la energia después de la colisión para después desacelerarse para recuperar su energía. "Podemos utilizar una estructura de superconductores de aceleración, donde el campo de forma continua oscila entre la aceleración y desaceleración de las fases. Para que esta idea de trabajar, las cavidades que tienen un factor de muy buena calidad para la resonancia fundamental ", explica Frank. "Una vez que el haz" usado "se ha desacelerado de haz, el campo resuena hasta que el haz que llegue al nuevo para la aceleración. La energía se transfiere continuamente de la desaceleración de los impulsos de aceleración que pasan por el LINAC mismo. Eso es muy rentable. "

Por increíble que pueda parecer, los físicos e ingenieros ya están mirando después de 2035, más de 20 años a partir de ahora, cuando tanto el HL-LHC y LHeC se apaga. Otra máquina podría tomar el relevo: el LHC de alta energía (HE-LHC), cuya construcción podría comenzar en 2025.

http://cdsweb.cern.ch/journal/CERNBulletin/2012/12/News%20Articles/1431013

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  1. Pingback: Los proyectos más avanzados para un acelerador de partículas lineal unen sus fuerzas