Pile-up

Achegándonos ao LHC

Ao interseccionaren os bunches nos puntos de interacción crúzanse centenares de miles de millóns de protóns, producíndose moitas colisións (casi) simultáneas (vértices). A esta situación chámaselle "apilado de colisións" (pile-up).

Cada un destes vértices primarios dará lugar a varios vértices secundarios e así sucesivamente. 


Aqueles vértices primarios menos enerxéticos (xeralmente de pouco interese) son desbotados e se atende unicamente ao vértice primario máis enerxético (que adoita ser de máis interese científico).

O traballo informático ao través de extraordinarios algoritmos de reconstrucción de traxectorias é o encargado desta selección. En condicións óptimas (máxima luminosidade) poden producirse ducias e ducias de colisións simultáneas (un gran número de vértices apilados -pile-up vertices) sendo isto unha mostra clara da enorme dificultade á que se enfrontan os físicos no experimento LHC.

Colisión con catro vértices primarios observada en ATLAS o 24 de abril de 2010.

 


 

Fagamos algúns cálculos:

Pile-up: número medio de colisións producidas por cruce de bunches

Con N = nº de eventos/s y RBC = Bunch crossing rate :

Pile-up = N /RBC

Calculemos N e RBC :

Como se pode ver aquí:

Nevents/s = Luminosidade x Cross Section (inelástica)

Cross Section (inelástica): σinel = 60 mb (6·10-26 cm2)

Luminosidade (LHC 2022 Run 3): L = 2.5·1034 cm-2·s-

Polo tanto, N:

Nevents/sec = 2.5·1034 x 6·10-26

Nevents/sec = 1.5·109

Agora, RBC:

RBC = [Laps/s] x nbunches

con 11245 Laps/s e nbunches ~ 1300 (Dec 2022)

RBC ~11245 x1300 = 1.5·107

Finalmente:

Pile-up = N /RBC

Pile-up ~ 1.5·109/ 1.5·107

Pile-up ~ 100

AUTORES

Xabier Cid Vidal, Doctor en Física de Partículas (experimental) pola Universidad de Santiago (USC). Research Fellow in experimental Particle Physics no CERN, desde xaneiro de 2013 a decembroe de 2015. Estivo vencellado ao Depto de Física de Partículas da USC como becario "Juan de la Cierva", "Ramon y Cajal" (Spanish Postdoctoral Senior Grants), e Profesor Contratado Doutor.  Desde 2023 é Profesor Titular de Universidade nese Departamento (ORCID).

Ramon Cid Manzano, foi catedrático de Fïsica e Química no IES de SAR (Santiago - España), e Profesor Asociado no Departamento de Didáctica de Ciencias Experimentais da Facultade de Educación da Universidad de Santiago (España), ata o seu retiro en 2020. É licenciado en Física, licenciado en Química, e Doutor pola Universidad de Santiago (USC).(ORCID).


CERN


CERN WEBSITE

CERN Directory

CERN Experimental Program

Theoretical physics (TH)

CERN Experimental 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

Detector FASER

Detector SND@LHC

 


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 |

···