Inicio

Achegándonos ao LHC


 "Se hai unha cosa a facer é comprometerse coa educación".

George Charpak (Premio Nobel en Física en 1992).


O Large Hadron Collider (Gran Colisor* de Hadróns) é o acelerador de partículas máis poderoso do mundo. LHC (situado no noroeste da cidade suiza de Xenebra, sobre a fronteira Franco–Suiza) xera a maior cantidade de información nunca antes producida nun anterior experimento científico. O seu obxectivo é revelar algúns dos secretos fundamentais da natureza que quedan por descubrir.

A pesar da enorme cantidade de datos que podemos atopar sobre este acelerador e os seus experimentos, non é sinxelo para os non especialistas coñecer de onde proceden eses datos e o seu significado. 

Basicamente, o propósito deste sitio web é esencialmente divulgativo tentando axudar a introducir este experimento ao público en xeral e ao alumnado e profesorado de ensino secundario en particular. Unha boa cantidade de cálculos son presentados para seren levados á clase de secundaria, estimulando a curiosidade dos estudantes, axudándolles así a comprender mellor algúns conceptos da Física. Preténdese que sexan un exemplo da relación entre as "frías" ecuacións da Física e o excitante mundo da investigación científica.

Durante 2012 os protóns estiveron xirando cunha enerxía de 4 TeV. En 2013 despois de ser utilizado para colisións con núcleos de Pb entrou e parada técnica de arredor de 20 meses, para se reiniciar en 2015 as colisións cunha enerxía record de 6,5 TeV por protónA máxima enerxía de deseño de 7 TeV por protón será probablemente acadada na terceira fase experimental, RUN 3, despois da Longa Parada (LS2) de 2019-2020.


Con todo, un dos seus principais obxectivos, atopar o bosón de Higgs,  foi xa acadado neste fase inicial do que será un longo tempo de funcionamento.

O Premio Nobel en Física 2013 foi otorgado a François Englert e Peter W. Higgs "polo descubrimento teórico dos mecanismo que contribúe á nosa comprensión da orixe da masa das partículas subatómicas, e que foi recentemente confirmado a partir do achádego da partícula fundamental asociada, nos experimentos ATLAS CMS do Large Hadron Collider do CERN."

ATLAS CMS anunciaron o descubrimento desa partícula o 4 de Xullo de 2012. Este resultado foi reconfirmado posteriormente en 2013.

Candidato Higgs decaendo en catro muóns rexistrado polo detector ATLAS en 2012 (Imaxe: ATLAS/CERN).


Outro importante logro procede da LHCb Collaboration, Marzo 2021, apuntando a unha potencial Violación do "sabor" universal Leptón.

A interacción feble, tal como se describe no Modelo Estándar (SM), actúa de xeito simétrico para todos os leptóns. Isto quere dicir que decaementos que impliquen por exemplo muóns ou electrones deben presentar iguais probabilidades (con pequenas correccións debidas ás diferentes masas deses leptóns). Un exemplo de tales decaementos son B+→ (K+μ+μ-) e B+→ (K+e+e-), nos que un mesón B decae nun par de leptóns, acompañados por un mesón K. Seguindo o Modelo Estándar, se se mide a probabilidade de ambos procesos deberíamos obter teóricamente unha relación (RK) desas probabilidades moi cercanas a 1. Porén, LHCb atopou (segundo se presentou en marzo de 2021) un valor de 0.846+0.044-0.041  (polo tanto, 0.80<RK<0.89). Isto quiere decir que o proceso de decaemento a electróns é lixeiramente máis probable cá muóns. O resultado implica unha desviación con respecto ao SM cunha significancia estatística de ~3 de desviación estándar, o que non abonda para presentalo como un "descubrimento", pero proporciona "evidencias" de que o SM podería ser erróneo cando describe o comportamiento dos leptóns na natureza.

Na seguinte imaxe podemos observar os valores que se foron obtendo para RK medidos por LHCb e outros experimentos (BaBar e Belle). O esperado segundo o SM amósase coa liña vertical discontinua.

http://lhcb-public.web.cern.ch/Images2021/RK2021.png

Máis información:

https://lhcb-public.web.cern.ch/Welcome.html#RK2021

https://lhcb-public.web.cern.ch/Welcome.html#BsMuMU2021


6 de xullo de 2017, na EPS Conference on High Energy Physics en Venecia, o LHCb experiment comunica a observación de Ξcc++(Xicc++), unha nova partícula que contén dous quarks charm e un quark up. Durante moitos anos os físicos teñen estado detrás do seu descubrimento, quedando agora completamente detectada. A súa masa é de 3621 MeV.

12 Octubre 2017, durante oito horas, o LHC estivo acelerando e colidindo núcleos de Xenon, permitindo aos detectores ATLAS, ALICE, CMS and LHCb, rexistrar colisións de xenon por primeira vez.

Na 53ª Anual Rencontres de Moriond celebrada entre o 10 e o 24 Marzo de 2018 en La Thuile, no Val de Aosta Valley (Italia), ATLAS e CMS presentaron un conxunto de novas medidas das propiedades do bosón escalar asociado co Brout-Englert-Higgs field. Estes resultados proceden do exame dos datos das colisións protón-protón a unha enerxía de 13 TeV durante os años 2015 e 2016. Estes datos tomados en ATLAS e CMS proveñen de arredor de dous millóns de bosóns de Higgs, dos cales arredor de 10000 foron facilmente accesibles desde os detectores.

25 Xullo 2018, por primeira vez os operadores do LHC inxectaron "atomos" formados por un núcleo de Pb e un electrón. Trátase do primeiro paso de comprobación dunha nova idea chamada Factoría Gamma, dentro do proxecto "CERN’s Physics Beyond Colliders".

24 de Octubre 2018, os protóns realizaron a súa derradeira viaxe do ano no LHC. Ás seis da mañá,o feixe número 7334 foi extraido do acelerador, e haberá que agardar a 2021 para volver ter protóns no acelerador, A partir do 10 de diciembre producirase unha parada de máis dun ano para renovar parte do equipamento. Durante as semanas previas á parada, serán os núcleos de Pb os protagonistas, permitindo estudiar o plasma quark-gluón que recrea os segundos posteriores ao Big Bang.

En Marzo de 2019 (Rencontres de Moriond) a colaboración LHCb presentou os seus resultados sobre a “violación CP” encontrada no mesón D0 (este mesón está formado por un quark c e un antiquark u). Para observar este fenómenos os investigadores desta colaboración utilizaron os datos producidos no detector LHCb desde 2011 a 2018. A violación CP á unha característica esencial do universo para comprender a asimetría materia-antimateria existente. Ata o de agora, este fenómeno só fora atopado en partículas que estiveran formadas por quarks strange ou bottom.


 



 
... e para saber sobre o que se está a preparar para o futuro ver máis aló do LHC e tamén The Future Circular Collider
CERN Council nomea a Fabiola Gianotti para o seu segundo mandato como Directora Xeral do CERN (Nov 2019)

Na súa Sesión 195 o CERN Council nomeou a Fabiola Gianotti, como Directora Xeral da Organización para un segundo mandato. Este novo nomeamento vai do 1 de xaneiro de 2021 a decembro de 2025. Esta é a primeira vez na historia do CERN que a Dirección Xeral foi prorrogada para un segundo mandato completo.



NOTAS IMPORTANTES.
Toda a Bibliografía que foi consultada para cada Sección está indicada na Sección de Referencias
Os cálculos que se achegan neste sitio web están adaptados ao nivel do ensino secundario, e na maioría dos casos, aínda que podan resultar útiles, son simples aproximacións aos resultados correctos.

Ademais das diferentes Seccións deste sitio, creemos de interese visitar outros sitios web para ter unha idea máis xeral da Física de Partículas. Por exemploLa aventura de las Partículas, ou outros sitios que se indican na sección Educación.

Un Glosario con termos de Física de Partículas, en orde alfabética, é incluído na última sección. 


(*) Sobre a utilización da palabra "colisorver...


AUTORES


Xabier Cid Vidal, Doutor en Física de Partículas (experimental) pola USC. Research Fellow in experimental Particle Physics no CERN, desde xaneiro de 2013 a decembro de 2015. Actualmente está no Depto de Física de Partículas da USC  ("Ramon y Cajal", Spanish Postdoctoral Senior Grants).

Ramon Cid Manzano, profesor de Física e Química no IES de SAR de Santiago de Compostela, e Profesor Asociado no Departamento de Didáctica das Ciencias Experimentais da USC. É licenciado en Física e en Química, e é Doutor pola Universidade de Santiago (USC).

CERN


CERN WEBSITE

CERN Directory

CERN Experimental Program

Theoretical physics (TH)

CERN Physics Department

CERN Scientific Committees

CERN Structure

CERN and the Environment

LHC


LHC

Detector CMS

Detector ATLAS

Detector ALICE

Detector LHCb

Detector TOTEM

Detector LHCf

Detector MoEDAL

 


NOTA IMPORTANTE

Toda a Bibliografía que foi consultada para esta Sección está indicada na Sección de Referencias

 


© Xabier Cid Vidal & Ramon Cid - rcid@lhc-closer.es  | SANTIAGO |

···