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Acercándonos al LHC

 

 "Si hay una cosa que hacer es comprometerse con la educación".

George Charpak (Premio Nobel en Física en 1992).


 

El CERN celebra 70 años de descubrimientos científicos e innovación.




El Large Hadron Collider (Gran Colisionador de Hadrones) es el acelerador de partículas más poderoso del mundo. El LHC (situado en el noroeste de la ciudad suiza de Ginebra, sobre la frontera Franco–Suiza) genera la mayor cantidad de información nunca antes producida en anterior experimento. Su objetivo es revelar alguno de los secretos fundamentales de la naturaleza que quedan por descubrir.

A pesar de la enorme cantidad de datos que podemos encontrar sobre este acelerador y sus experimentos, no es sencillo para los no especialistas conocer de donde proceden esos datos y su significado. 

Basicamente, el propósito de este sitio web es esencialmente divulgativo, ayudando a introducir este experimento al público en general, y al alumnado y profesorado de enseñanza secundaria, en particular, y, en menor medida, para el nivel de educación primaria. Una buena cantidad de cálculos son presentados para ser llevados a clase de secundaria, estimulando la curiosidad de los estudiantes, ayudándoles así a comprender mejor algunos conceptos de Física. Se pretende que sean un ejemplo de la relación entre las "frías" ecuaciones de la Física y el excitante mundo de la investigación científica.

A traves de varias secciones y muchas subsecciones (CERN, LHC, FÍSICA en el LHC, Detectores, Modelo Estándar, Educación, Enlaces, Noticias ... ) nos aproximamos a los contenidos que creemos que deben ser conocidos por las personas no especialistas que están interesadas en la Física de Partículas, el CERN y el LHC.

Es importante señalar que los cálculos que aparecen en este sitio web están adaptados al nivel de enseñanza secundaria, y en la mayoría de los casos, aunque puedan resultar útiles, son simples aproximaciones a los resultados correctos.

Algunos de los datos e informaciones, así como imágenes, has sido tomados de los diferentes websites del CERN, habiendo sido solicitado y concedido el correspondente permiso para ello por la administración del CERN. El uso que se hace en este Sitio Web de los diferentes materiales procedentes de las publicaciones producidas por el CERN sigue estrictamente los términos de uso que a este respecto indica el CERN.

El resto de las imágenes, gráficas, etc., no realizadas por los autores de este Sitio Web, han sido tomadas en el sentido de "fair use". Si no es el caso, por favor, hágannolo saber para retirarlas de inmediato.



LHC live


Mostramos a continuación algunos hechos que son de especial relevancia, apareciendo en las diferentes Secciones de este sitio web el desarrollo de los contenidos y conceptos que consideramos de interés.

Si no estás familiarizado con los conceptos básicos de la física de partículas, te recomendamos que visites primero las distintas secciones del menú general de nuestro sitio web.

En la Sección Referencias pueden encontrarse muchos artículos y libros que tratan diferentes aspectos de la Física de Partículas, el CERN y el LHC. Además, en esta otra Sección pueden consultarse los artículos que los autores de este sitio web han publicado sobre estas cuestiones con una intención esencialmente divulgativa.

Presentamos más abajo algunas de las noticias más recientes e interesantes en Física de Partículas (según nuestro criterio, y en relación con el propósito de nuestro sitio web) producidas en el CERN. En la Sección Más Noticias se encuentran las noticias de años anteriores.


 

CERN highlights en 2024                   

 

Tomado de CERN WEBSITE

 

Run 3                   

Año 2022, comienza el LHC Run 3  después de un vasto programa de trabajos completados durante el Long Shutdown 2 (LS2). Los protones colisionan a más alta energía (13.6 comparado con 13 TeV en Run 2) y con más luminosidad (conteniendo hasta 1.8 × 1011 protones por bunch, comparado con 1.3–1.4 × 1011) que durante Run 2. Esta tercera fase experimental, Run 3, se extiende hasta finales de 2025.

Esta tercera fase experimental se extiende hasta el final de 2025.

Unas pocas semanas después del arranque del Run3, varios récord fueron ya alcanzados.

Algunos de ellos son:

.- energía con Pb iones: 6.8 Z TeV (o 2.76 TeV/nucleón)

.- pico de luminosidad: 2.5·1034

.- pile-up (puntos de colisión casi simultáneos) > 100

.- energía almacenada por haz: ~ 400 MJ


El calendario actural prevé el comienzo del Long Shutdown 3 en 2026, un año más tarde que lo que estaba previsto, y durará tres años en lugar de 2.5 años (taken from CERN Courier)


Energía                      

En 2012 los protóns estuvieron girando con una energía de 4 TeV por protón. En 2013, después de un tiempo con colisiones con núcleos de Pb, entró en parada técnica de alrededor de 20 meses, para reiniciar a principios de 2015 las colisiones con una energía de 6,5 TeV por protón. Después de la Larga Parada (Long Shutdown 2, LS2) de 2019-2022, comienza la tercera fase experimental, Run 3, con la máxima energía hasta ahora alcanzada - 6,8 TeV por proton (13,6 TeV en colisión, muy cerca ya de la energía máxima de diseño inicial, 14 TeV).


Bosón de Higgs                

En cualquier caso, uno de sus principales objetivosencontrar el bosón de Higgs, fue ya alcanzado en la fase inicial de operación.

El Premio Nobel de Física 2013 fue concedido a François Englert y Peter W. Higgs "por el descubrimento teórico de los mecanismo que contribuyen a nuestra comprensión del origen de la masa de las partículas subatómicas, y que ha sido recientemente confirmado a partir del hallazgo de la partícula fundamental asociada, en los experimentos ATLAS CMS del Large Hadron Collider del CERN."

ATLAS CMS anunciaron el descubrimiento de esa partícula el  4 de Julio de 2012. Este resultado fue reconfirmado posteriormente en 2013.

Candidato Higgs desintegrándose en cuatro muones registrado por ATLAS en 2012 (Imagen: ATLAS/CERN).

Artículos de interés sobre el Bosón de Higgs en el décimo aniversario de su descrubrimiento,  son los siguientes:

 


N O T I C I A S   R E C I E N T E S


Presentamos aquí algunas de las noticias más recientes e interesantes, según nuestro criterio, sobre Física de Partículas que tienen al CERN (y al LHC, en particular) como protagonista.

Otras noticias de tiempos anteriores aquí...



CERN Public Events 2025.

Enero, 2025

Para celebrar el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas, el CERN le invita a participar en sus conferencias públicas, que mostrarán la cuántica a través de cinco actos distintos, cada uno de los cuales representará un tipo de arte.

Imagen CERN


Cronometrando la partícula elemental más pesada de la naturaleza.

Enero, 2025

En una primera medida de este tipo realizada en el LHC, el experimento CMS comprueba si los quarks top se ajustan a la teoría especial de la relatividad de Einstein, y mejora los límites de incumplimiento hasta en un factor de cien con respecto a los resultados anteriores.
La relatividad especial ha resistido el paso del tiempo. Sin embargo, algunas teorías, por ejemplo determinados modelos de la teoría de cuerdas, predicen que a energías muy altas, la relatividad especial dejará de funcionar. En particular, las observaciones experimentales podrían depender de la orientación del experimento en el espacio-tiempo, lo que podría ser observable a energías más bajas, como las del LHC.

(Imagen CERN)

Más concretamente, dado que la Tierra gira alrededor de su eje, el haz del LHC y la dirección media de los quarks top producidos en las colisiones en el centro del detector CMS también cambian en función de la hora del día.
El nuevo resultado del CMS, que se basa en datos del Run 2 del LHC, concuerda con una tasa constante, lo que significa que la simetría de Lorentz no se rompe y la relatividad especial de Einstein sigue siendo válida.

Más aquí...


La medida más precisa del tiempo de vida del mesón B neutro.

Dic, 2024

La Colaboración ATLAS ha publicador una nueva medida de alta precisión del tiempo de vida del mesón B neutro (B0), un mesón formado por un antiquark bottom y un quark down.

Las nuevas medidas de precisión de ATLAS mejoran la comprensión de las desintegraciones mediadas por la fuerza débil en el Modelo Estándar y proporcionan datos valiosos para futuros desarrollos teóricos.

Más aquí...



LHCb arroja luz sobre dos piezas del rompecabezas materia-antimateria.

Dic, 2024

La colaboración LHCb ha encontrado evidencias de violación de CP en desintegraciones de bariones y en desintegraciones de hadrones con quarks b en partículas de charmonio.

(CERN Imagen)

En dos nuevos artículos, la colaboración LHCb informa haber encontrado evidencias de violación CP en desintegraciones de bariones y en desintegraciones de hadrones de belleza en partículas de charmonio.

Los dos estudios suponen un paso importante para establecer si existe o no violación de CP en este tipo de desintegraciones. Los datos del tercer Run del LHC y de la actualización prevista del colisionador, el LHC de alta luminosidad, aportarán más luz sobre estas y otras piezas del rompecabezas materia-antimateria.

Más información aquí...



ALICE encuentra evidencias por primera vez la antipartícula del hiperhelio-4.

Dic, 2024

La medición de ALICE se basa en datos de colisiones plomo-plomo tomados en 2018 a una energía de 5,02 teraelectronvoltios (TeV) para cada par de nucleones (protones y neutrones) en colisión. Utilizando una técnica de machine-learning, que supera las técnicas convencionales de búsqueda de hipernúcleos, los investigadores de ALICE buscaron en los datos señales de hiperhidrógeno-4, hiperhelio-4 y sus socios de antimateria. Los candidatos a (anti)hiperhidrógeno-4 se identificaron buscando el núcleo de (anti)helio-4 y el pión cargado en el que decae, mientras que los candidatos a (anti)hiperhelio-4 se identificaron mediante su decaimiento en un núcleo de (anti)helio-3, un (anti)protón y un pión cargado.

(CERN Imagen)

Los hipernúcleos son núcleos exóticos formados por una mezcla de protones, neutrones e hiperones, estos últimos partículas inestables que contienen uno o más quarks de tipo extraño.

Más información aquí…



Acelerador de partículas realizando investigación científica real en CERN Science Gateway.

Dic, 2024

Tras años de desarrollo, el acelerador de protones  ELISA (Experimental Linac for Surface Analysis) se utiliza ahora para la investigación arqueológica en Science Gateway, el centro de educación y divulgación del CERN.

Es la primera vez que un acelerador de protones de este tipo se utiliza para la investigación en el marco de una exposición museística.

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Más noticias...




... y para saber sobre lo que se está preparando para el futuro ver HL-LHC: High Luminosity LHC y también The Future Circular Collider






El Profesor Mark Thomson elegido como nuevo Director General del CERN a partir de 2026.

Nov, 2024

El CERN Council elige al Físico Británico Mark Thomson como nuevo Director General del CERN. Su mandanto de 5 años comenzará el 1 de enero de 2026.

 

 (Imagen CERN)

El Profesor Thomson es actualmente Executive Chair of the Science and Technology Facilities Council (STFC) en el Reino Unido y Profesor of Experimental Particle Physics en la Universidad de Cambridge. Has dedicado una gran parte de su carrera al CERN, donde contribuyó en las medidas de precisión de los bosones W y Z en el experimento OPAL del acelerador LEP, en los años 1990. En el acelerador LHC ha sido miembro de la Colaboración ATLAS.

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Fabiola Gianotti, Directora General del CERN hasta finales de 2025.

En su Sesión 195 el CERN Council (Nov 2019) nombró a Fabiola Gianotti, como Directora General de la Organización, para un segundo mandato. Este nuevo nombramiento va del 1 de enero de 2021 a diciembre de 2025.

(Imagen CERN)

Esta es la primera vez en la historia del CERN que la Dirección General ha sido prorrogada para un segundo mandato completo.



NOTAS IMPORTANTES           

Toda la Bibliografía que ha sido consultada para cada Sección está indicada en la Sección de Referencias

Reiteramos que los cálculos que aparecen en este sitio web están adaptados al nivel de la enseñanza secundaria, y en la mayoría de los casos, aunque puedan resultar útiles en general, son simples aproximaciones a los resultados correctos.

Además de las diferentes Secciones de este sitio, creemos de interés visitar otros sitios web o accder a otros documentos para tener una idea más general de la Física de Partículas. Por ejemplo: Introducción a la Física de Partículas, El Modelo Estandar de la Física de Partículas, A brief introduction to Particle Physics, u otros sitios que se indican en la sección Educación. Téngase presente que algunos de estos documentos o sitios web no están actualizados, pero consideramos que aún así proporcionan una buena información para iniciarse en la Física de Partículas.

Insistimos en que algunos de los datos e informaciones, así como imágenes, has sido tomados de los diferentes websites del CERN, habiendo sido solicitado y concedido el correspondente permiso para ello por la administración del CERN. El uso que se hace en este Sitio Web de los diferentes materiales procedentes de las publicaciones producidas por el CERN sigue estrictamente los términos de uso que a este respecto indica el CERN.

El resto de las imágenes, gráficas, etc., no realizadas por los autores de este Sitio Web, han sido tomadas en el sentido de "fair use". Si no es el caso, por favor, hágannolo saber para retirarlas de inmediato.

Un Glosario con término de Física de Partículas, en orde alfabético, está incluído en la última sección. 

 

AUTORES


Xabier Cid Vidal, Doctor en Física de Partículas (experimental) por la Universidad de Santiago (USC). Research Fellow in experimental Particle Physics en el CERN, desde enero de 2013 a diciembre de 2015. Estuvo vinculado al Depto de Física de Partículas de la USC como becario "Juan de la Cierva", "Ramon y Cajal" (Spanish Postdoctoral Senior Grants), y Profesor Contratado Doctor. Desde 2023 es Profesor Titular de Universidad en ese Departamento (ORCID).

Ramon Cid Manzano, catedrático de Fïsica y Química en el IES de SAR (Santiago - España), y Profesor Asociado en el Departamento de Didáctica de Ciencias Experimentales de la Facultad de Educación de la Universidad de Santiago (España), hasta su retiro en 2020. Es Licenciado en Física, Licenciado en Química, y Doctor por la Universidad de Santiago (USC).(ORCID).

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NOTA IMPORTANTE

Toda la Bibliografía que ha sido consultada para esta Sección está indicada en la Sección de Referencias


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

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