Gran Colisionador de Hadrones




Cadena de aceleradores
del Gran Colisionador de Hadrones (LHC)
Experimentos
ATLAS Aparato Toroidal del LHC
CMS Solenoide de Muones Compacto
LHCb LHC-beauty
ALICE Gran Colisionador de Iones
TOTEM Sección de Cruce total, diseminación
elástica y disociación por difracción
LHCf LHC-delantero
Preaceleradores
p y PbAcelerador lineal
de protónes y Plomo
(no marcado)Lanzador de Protones del Sincrotrón
PSSincrotrón de protones
SPSSupersincrotrón de protones

El Gran Colisionador de Hadrones (en inglés LHC; 46°14′N 6°03′E / 46.233, 6.05) es un acelerador y colisionador de partículas localizado en el CERN, cerca de Ginebra (Suiza). En la actualidad está en fase de construcción y comenzará a operar (a energías reducidas) la segunda semana de agosto de 2008. Se espera que el LHC llegue a ser el laboratorio de física de partículas más grande del mundo, cuando su circuito de 7 TeV esté completado. El LHC ha sido financiado y construido en colaboración con más de doscientos físicos de treinta y cuatro países, universidades y laboratorios.

Se convertirá entonces en el acelerador de partículas más grande del mundo. El nuevo acelerador funcionará a 271 grados centígrados bajo cero y usa el túnel de 27 km de circunferencia creado para el Gran Colisionador de Electrones y Positrones (LEP en inglés). A diferencia del acelerador primeramente concebido, en el nuevo colisionarán protones (un tipo de hadrón) en vez de electrones y positrones (leptones).

La principal meta de su rediseño es encontrar la evasiva particula másica conocida como el bosón de Higgs (a menudo llamada "la partícula de Dios"[1] ). La observación científica de éste podría explicar cómo el resto de partículas elementales ganan la masa que explica la teoría de la relatividad especial y rellenar el ansiado hueco libre en el Modelo estándar.

Conocimientos adicionales recomendados

Tabla de contenidos

Experimentos

Los protones se acelerarán hasta tener una energía de 7 TeV cada uno (siendo el total de energía de la colisión de 14 TeV). Se están construyendo 5 experimentos para el LHC. Dos de ellos, ATLAS y CMS, son grandes detectores de partículas de propósito general. Los otros tres, LHCb, ALICE y TOTEM, son más pequeños y especializados. El LHC también puede emplearse para hacer colisionar iones pesados tales como plomo (la colisión tendrá una energía de 1150 TeV). Los físicos confían en que el LHC proporcione respuestas a los siguientes temas:

  • Qué es la masa (se sabe cómo medirla pero no se sabe qué es realmente)
  • El origen de la masa de las partículas (en particular, si existe el bosón de Higgs)
  • El origen de la masa de los bariones
  • Cuántas son las partículas totales del átomo
  • Por qué tienen las partículas elementales diferentes masas (es decir, si interactúan las partículas con un campo de Higgs)
  • El 95% de la masa del universo no está hecho de la materia que se conoce y se espera saber qué es la materia oscura
  • La existencia o no de las partículas supersimétricas
  • Si hay dimensiones extras, tal como predicen varios modelos inspirados por la Teoría de cuerdas, y, en caso afirmativo, por qué no se han podido percibir
  • Si hay más violaciones de simetría entre la materia y la antimateria

El LHC es un proyecto de tamaño inmenso y una enorme, y potencialmente peligrosa, tarea de ingeniería. Mientras esté encendido, la energía total almacenada en los imanes es 10 gigajulios y en el haz 725 megajulios. La pérdida de sólo un 10-7 en el haz es suficiente para iniciar un 'quench' (un fenómeno cuántico en el que una parte del superconductor puede perder la superconductividad). En este momento, toda la energía del haz puede disiparse en ese punto, lo que es equivalente a una explosión.

El 25 de octubre de 2005, un técnico murió en un accidente en el túnel del LHC cuando una carga cayó sobre él accidentalmente.[2]   El 9 de abril de 2007, un error matemático en el diseño de los imanes y de las sujeciones por parte del laboratorio Fermilab provocó una explosión que obligó a cambiar o reparar los 24 imanes que rodean el Gran Colisionador de Hadrones.

Costes

La construcción del LHC fue aprobada en 1995 con un presupuesto de 2600 millones de Francos suizos (alrededor de 1700 millones de euros), junto con otros 210 millones de francos (140 millones €) destinados a los experimentos. Sin embargo, este coste fue superado en la revisión de 2001 en 480 millones de francos (300 millones de €) en el acelerador, y 50 millones de francos (30m €) más en el apartado para experimentos.[3] Otros 180 millones de francos (120m €) más se han tenido que destinar al incremento de costes de las bobinas magnéticas superconductoras. Y todavía persisten problemas técnicos en la construcción del último tunel bajo tierra donde se emplazará el Solenoide de Muones Compactos (CMS).
El presupuesto de la institución aprobado para 2008, es de 660.515.000 euros de los que España aportará el 8,3%, un total de 53.929.422 euros.

Incógnitas de seguridad

Desde que se proyectó el Gran Colisionador Relativista de Iones (RHIC), el estadounidense Walter Wagner y el español Luis Sancho [4] han alertado sobre la posibilidad de que el funcionamiento del LHC desencadene procesos que, teóricamente, serían capaces de provocar la destrucción de la Tierra o incluso del Universo.

Estos posibles procesos catastróficos son:

  • La creación de un agujero negro estable[5]
  • La creación de materia exótica supermasiva, tan estable como la materia ordinaria.
  • La creación de monopolos magnéticos (previstos en la teoría de la relatividad) que pudieran catalizar el decaimiento del protón
  • La activación de la transición a un estado de vacío cuántico.

A este respecto, el CERN ha realizado estudios sobre la posibilidad de que se produzcan acontecimientos desastrosos como microagujeros negros, redes, o disfunciones magnéticas.[6] La conclusión de estos estudios es que "No se encuentran bases fundadas que conduzcan a estas amenazas."

Véase también

  • DESY
  • Fermilab
  • International Linear Collider
  • LHC@home
  • Superconducting Super Collider

Referencias

  1. The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?, by Leon Lederman, Dick Teresi, hardcover ISBN 0-395-55849-2, paperback ISBN 0-385-31211-3, Houghton Mifflin Co; (January 1993)
  2. user.web.cern.ch: Message from the Director-General
  3. LHC Cost Review to Completion
  4. www.adn.es, "El laboratorio LHC tiene un 75% de probabilidad de extinguir la Tierra" (PDF)
  5. Dimopoulos, S. and Landsberg, G. Black Holes at the Large Hadron Collider. Phys. Rev. Lett. 87 (2001).
  6. Blaizot, J.-P. et al. Study of Potentially Dangerous Events During Heavy-Ion Collisions at the LHC. (PDF)

Enlaces externos

  • LHC - The Large Hadron Collider webpage
  • New Physics at 5 TeV
  • El experimento Alice
  • Compact Muon Solenoid Page (U.S. Collaboration)
  • LCG - The LHC Computing Grid webpage
  • The Large Hadron Collider ATLAS Experiment - Virtual Reality (VR)

photography panoramas (requiere Quicktime)

  • Ubicación del LHC en Google Maps
  • En Busca de la Partícula de Dios Crónica de un científico colombiano que participa en el LHC (en español)
 
Este articulo se basa en el articulo Gran_Colisionador_de_Hadrones publicado en la enciclopedia libre de Wikipedia. El contenido está disponible bajo los términos de la Licencia de GNU Free Documentation License. Véase también en Wikipedia para obtener una lista de autores.
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