Achegándonos ao LHC
|
"Se hai unha cosa a facer é comprometerse coa educación". George Charpak (Premio Nobel en Física en 1992). |
|
El CERN celebra 70 años de descubrimientos científicos e innovación.
O Large Hadron Collider (Gran Colisor* de Hadróns) é o acelerador de partículas máis poderoso do mundo. O 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.
(*) Sobre a utilización da palabra "colisor" ver...
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; y e menor medida para el profesorado e alumnado de ensino primario. 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.
A traves de varias secciones y muchas subsecciones (CERN, LHC, FÍSICA en el LHC, Detectores, Modelo Estándar, Educación, Enlaces, Noticias ... ) achegámonos aos contidos que creemos que deben ser coñecidos polas persoas non especialistas que están interesadas na Física de Partículas, o CERN e o LHC.
É importante suliñar que os cálculos que aparecen neste sitio web están adaptados ao nivel do ensino secundaria, e na maioría dos casos, aínda que e poidam resultar útiles, son simples aproximacións aos resultados correctos.
Algúns dos datos e informacións, así como imaxes, teñen sido tomado dos diferentes websites do CERN, tendo sido solicitado e concedido o correspondente permiso pola administración do CERN. O uso que se fai neste Sitio Web dos diferentes materiais procedentes das publicaciones producidas por lo CERN segue estrictamente os termos de uso que a este respecto indica o CERN.
O resto das imaxes, gráficas, etc., non realizadas polos autores deste Sitio Web, foron tomadas no senso de "fair use". Se non é o caso, por favor, fágannolo saber para retiralas de inmediato.
Amosamos deseguido algúns feitos que son de especial relevancia, aparecendo nas diferentes Seccións deste sitio web o desenvolvemento dos contidos e conceptos que consideramos de interese.
Se non estás familiarizado cos conceptos básicos da física de partículas, recomendámosche que visites primeiro as distintas seccións do menú xeral do noso sitio web.
Na Sección Referencias poden encontrarse moitos artígos e libros que tratan diferentes aspectos da Física de Partículas, o CERN e o LHC. Ademais, nestoutra Sección poden consultarse os artígos que os autores deste sitio web foron publicando sobre estas cuestiones cunha intención esencialmente divulgativa.
Tamén presentamos as noticias máis recentes e interesante en Física de Partículas (segundo o noso criterio e en relación co propósito do noso sitio web) producidas no CERN. Na Sección Máis Novas aparecen as noticias de anos anteriores.
CERN highlights en 2024
Tomado de CERN WEBSITE
Run 3
Ano 2022, comeza o LHC Run 3 despois dun vasto programa de traballos completados durante o Long Shutdown 2 (LS2). Os protóns coliden á máis alta enerxía (13.6 comparado con 13 TeV) e con máis luminosidade (contendo ata 1.8 × 1011 protones por bunch, comparado con 1.3–1.4 × 1011 ) que durante Run 2. Esta tercera fase experimental, Run 3, exténdese ata finais de 2025.
Esta terceira fase experimental esténdese ata o final de 2025.
Unhas poucas semanas despois do arranque do Run3, varios récord foron xa alcanzados.
Algúns deles son:
.- enerxía con Pb iones: 6.8 Z TeV (ou 2.76 TeV/nucleón)
.- pico de luminosidade: 2.5·1034
.- pile-up (puntos de colisión casi simultáneos) > 100
.- enerxía almacenada por feixe: ~ 400 MJ
O calendario actural prevé o Long Shutdown 3 para comezar en 2026, un ano máis tarde que o que estaba previsto, e durará tres anos no canto de 2.5 anos (taken from CERN Courier).
Enerxía
Durante 2012 os protóns estiveron xirando cunha enerxía de 4 TeV por protón. En 2013 despois de ser utilizado para colisións con núcleos de Pb entrou e parada técnica (LS1) de arredor de 20 meses, para se reiniciar en 2015 as colisións cunha enerxía record de 6,5 TeV por protón. Despois da Longa Parada (Long Shutdown 2, LS2) de 2019-2022, éntrase na tercera fase experimental, Run 3, coa máxima enerxía ata o de agora alcanzada - 6,8 TeV por proton - (13,6 TeV en colisión, moi perto xa da enerxía máxima de deseño inicial, 14 TeV).
Bosón de Higgs
Con todo, un dos seus principais obxectivos, atopar o bosón de Higgs, foi xa acadado na fase inicial de operación. 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 e CMS do Large Hadron Collider do CERN."
ATLAS e 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).
Artículos de interese sobre o Bosón de Higgs no décimo aniversario do seu descrubrimento, son os seguintes:
https://arxiv.org/abs/2207.
https://www.nature.com/articles/d41586-022-01819-4
|
N O V A S R E C E N T E S Presentamos aquí algunhas das novas máis recentes e interesantes, segundo o noso criterio, sobre Física de Partículas que teñen ao CERN (e ao LHC, en particular) como protagonista. Outras novas de tempos anteriores aquí... |
ATLAS confirma a natureza colectiva da expansión radial da sopa de quarks.
Xaneiro 2026
Os científicos que analizan os datos das colisións de ións pesados no Gran Colisionador de Hadrones (LHC) teñen novas probas de que o patrón de «fluxo» observado nas partículas que emanan destas colisións reflicte o comportamento colectivo das devanditas partículas. As medicións revelan como a distribución das partículas está determinada polos gradientes de presión xerados polas condicións extremas destas colisións, que imitan as condicións do universo xusto despois do Big Bang.
A investigación descríbese nun artigo publicado en Physical Review Letters pola Colaboración ATLAS no LHC. Científicos do Laboratorio Nacional Brookhaven do Departamento de Enerxía dos Estados Unidos (DOE) e da Universidade Stony Brook desempeñaron un papel destacado na análise.
O equipo internacional utilizou datos do experimento ATLAS do LHC para analizar como as partículas flúen cara a fóra en direccións radiais cando dous feixes de ións de chumbo —átomos de chumbo desposuídos dos seus electróns— coliden despois de circular ao redor da circunferencia de 27 km do LHC a unha velocidade próxima á da luz. Os achados ofrecen unha nova perspectiva sobre a natureza do plasma de quarks e gluones (QGP), materia quente e densa xerada nestas colisións, con temperaturas máis de 250 000 veces superiores ás do núcleo do sol.
Simulación QGP (Imaxe CERN)
Os novos resultados de ATLAS, ademais de confirmar a natureza fluída do QGP, tamén revelan algo novo, xa que o tipo de fluxo estudado, o fluxo «radial», ten unha orixe xeométrica diferente ao do fluxo «elíptico» estudado anteriormente e é sensible a un tipo diferente de viscosidade no sistema fluído.
Os achados de ATLAS están apoiados por medicións realizadas en ALICE, outro detector experimental do LHC, que analizou o mesmo tipo de colisións de forma complementaria. ALICE publicou os seus resultados no mesmo número de Physical Review Letters.
Avances no tratamento do cancro con radionucleidos de última xeración.
Xaneiro 2026
O programa PRISMAP, coordinado polo CERN, forneceu 159 lotes de radionucleidos para a investigación do cancro no últimos cinco anos.
O obxectivo principal de PRISMAP, o programa europeo de radionucleidos médicos coordinado polo CERN, era por tanto facilitar o acceso a radionucleidos novos e de alta pureza, o que facilitaba a fase de investigación para tratamentos médicos específicos
ALICE resolve o misterio da supervivencia dos núcleos lixeiros.
Dec 2025
Os investigadores de ALICE estudaron os deuteróns e os antideuteróns que se produciron en colisións de alta enerxía de protóns no LHC. Encontraron probas de que, no canto de xurdir directamente das colisións, case o 90 % dos deuteróns e antideuteróns fon creados mediante a fusión nuclear de partículas xurdidas da colisión, sendo unha da súas partículas constituintes procedente da desintegración dunha partícula de vida corta.
Ilustración de como deuteróns poden ser producidos en colisións no LHC (Imaxe: CERN).
Estes achádegos non só explican un enigma que levaba moito tempo sen se resolver na física nuclear, senón que poderían ter implicacións de grande alcance para a astrofísica e a cosmoloxía. Os núcleos lixeiros e os antinúcleos tamén se producen nas interaccións entre os raios cósmicos e o medio interestelar, e poden crearse en procesos que involucran a materia escura que impregna o Universo. Ao construír modelos fiables para a produción de núcleos lixeiros e antinúcleos, os físicos poden interpretar mellor os datos dos raios cósmicos e buscar posibles sinais de materia escura.
A observación de ALICE proporciona unha base experimental sólida para modelar a formación de núcleos lixeiros no espazo. Demostra que a maioría dos núcleos lixeiros observados non se crean nunha soa explosión térmica, senón ao través dunha secuencia de desintegracións e fusións que se producen a medida que o sistema se enfría.
Descifrando os pesos pesados do mundo dos tetraquarks.
Dec 2025
Ata hoxe, o LHC ten descuberto 80 partículas. Un dos descubrimentos máis sorprendentes do LHC foi a confirmación da existencia de hadróns exóticos compostos por catro ou cinco quarks.
A natureza exacta destes hadróns exóticos está lonxe de estar establecida.
Nun artículo publicado na revista Nature, a colaboración CMS informa da primeira medición das propiedades cuánticas dunja familia de tres tetraquarks «all charm».
Ilustración dun tetraquark composto de dous quarks charm e dous antiquarks charm. (Imaxe: CERN)
O Profesor Mark Thomson elixido como novo Director Xeral do CERN a partir de 2026.
Nov, 2024
O CERN Council elixe ao Físico Británico Mark Thomson como novo Director Xeral do CERN. o seu mandanto de 5 anos comezará o 1 de xaneiro de 2026.
O Profesor Thomson é actualmente Executive Chair of the Science and Technology Facilities Council (STFC) no Reino Unido e Profesor of Experimental Particle Physics na Universidade de Cambridge. Ten dedicado unha gran parte da súa carreira ao CERN, donde contribuiu nas medidas de precisión dos bosóns W e Z no experimento OPAL do acelerador LEP, nos anos 1990. No acelerador LHC ten sido membro da Colaboración ATLAS.
Na súa Sesión 195 (Nov 2019) 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.
(Imaxe CERN)
Esta é a primeira vez na historia do CERN que a Dirección Xeral foi prorrogada para un segundo mandato completo.
Ademais das diferentes Seccións deste sitio, creemos de interese visitar outros sitios web para ter unha idea máis xeral da Física de Partículas. Por exemplo:Introducción a la Física de Partículas, El Modelo Estandar de la Física de Partículas, A brief introduction to Particle Physics, ou outros sitios que se indican na sección Educación. Téñase en conta que algúns destes documentos ou sitios web no están actualizados, pero consideramos que aínda así proporcionan unha boa información para iniciarse na Física de Partículas.
Insistimos en que algúns dos datos e informacións, así como imaxes, teñen sido tomado dos diferentes websites do CERN, tendo sido solicitado e concedido o correspondente permiso pola administración do CERN. O uso que se fai neste Sitio Web dos diferentes materiais procedentes das publicaciones producidas por lo CERN segue estrictamente os termos de uso que a este respecto indica o CERN.
O resto das imaxes, gráficas, etc., non realizadas polos autores deste Sitio Web, foron tomadas no senso de "fair use". Se non é o caso, por favor, fágannolo saber para retiralas de inmediato.
Un Glosario con termos de Física de Partículas, en orde alfabética, é incluído na última sección.|
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 Experimental Physics Department CERN and the Environment |
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 |
