El Gran Colisionador de Hadrones ( LHC ) es el colisionador de partículas más grande y de mayor energía del mundo . [1] [2] Fue construido por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) entre 1998 y 2008 en colaboración con más de 10,000 científicos y cientos de universidades y laboratorios, así como más de 100 países. [3] Se encuentra en un túnel de 27 kilómetros (17 millas) de circunferencia y una profundidad de hasta 175 metros (574 pies) por debajo de la frontera entre Francia y Suiza, cerca de Ginebra .
Experimentos del LHC | |
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ATLAS | Un aparato toroidal LHC |
CMS | Solenoide compacto de muón |
LHCb | LHC-belleza |
ALICIA | Un experimento de un gran colisionador de iones |
TÓTEM | Sección transversal total, dispersión elástica y disociación por difracción |
LHCf | LHC hacia adelante |
MoEDAL | Detector monopolo y exóticas en el LHC |
Más rápido | EXPERIMENTO DE BÚSQUEDA AVANZADA |
Preaceleradores del LHC | |
py Pb | Aceleradores lineales para protones (Linac 4) y plomo (Linac 3) |
(no marcado) | Amplificador de sincrotrón de protones |
PD | Sincrotrón de protones |
SPS | Sincrotrón de super protones |
Anillos de almacenamiento que se cruzan | CERN , 1971–1984 |
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Colisionador de protones y antiprotones ( SPS ) | CERN , 1981–1991 |
ISABELLE | BNL , cancelado en 1983 |
Tevatron | Fermilab , 1987–2011 |
Super colisionador superconductor | Cancelado en 1993 |
Colisionador de iones pesados relativista | BNL , 2000-presente |
Gran Colisionador de Hadrones | CERN , 2009-presente |
Colisionador circular futuro | Propuesto |
Lista de aceleradores de partículas actuales en el CERN | |
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Linac 3 | Acelera los iones |
ANUNCIO | Decelera los antiprotones |
LHC | Choca protones o iones pesados |
LEIR | Acelera los iones |
PSB | Acelera protones o iones |
PD | Acelera protones o iones |
SPS | Acelera protones o iones |
Las primeras colisiones se lograron en 2010 a una energía de 3,5 tera electronvoltios (TeV) por haz, aproximadamente cuatro veces el récord mundial anterior. [4] [5] Después de las actualizaciones, alcanzó los 6,5 TeV por haz (13 TeV de energía total de colisión, el actual récord mundial). [6] [7] [8] [9] A fines de 2018, entró en un período de cierre de dos años para futuras actualizaciones.
El colisionador tiene cuatro puntos de cruce, alrededor de los cuales se colocan siete detectores , cada uno diseñado para ciertos tipos de investigación. El LHC choca principalmente con haces de protones, pero también puede utilizar haces de iones pesados : las colisiones de plomo- plomo y las colisiones de protón- plomo se realizan típicamente durante un mes al año. El objetivo de los detectores del LHC es permitir a los físicos probar las predicciones de diferentes teorías de la física de partículas , incluida la medición de las propiedades del bosón de Higgs [10] y la búsqueda de la gran familia de nuevas partículas predichas por las teorías supersimétricas , [11] como así como otras cuestiones de física sin resolver .
Fondo
El término hadrón se refiere a partículas compuestas subatómicas compuestas por quarks que se mantienen unidos por la fuerza fuerte (como los átomos y las moléculas se mantienen unidos por la fuerza electromagnética ). [12] Los hadrones más conocidos son los bariones como los protones y los neutrones ; Los hadrones también incluyen mesones como el pión y el kaón , que fueron descubiertos durante experimentos con rayos cósmicos a fines de la década de 1940 y principios de la de 1950. [13]
Un colisionador es un tipo de acelerador de partículas con dos haces de partículas dirigidos . En física de partículas , los colisionadores se utilizan como herramienta de investigación: aceleran las partículas a energías cinéticas muy altas y les permiten impactar otras partículas. [1] El análisis de los subproductos de estas colisiones proporciona a los científicos una buena evidencia de la estructura del mundo subatómico y las leyes de la naturaleza que lo gobiernan. Muchos de estos subproductos se producen solo por colisiones de alta energía y se descomponen después de períodos de tiempo muy cortos. Por tanto, muchos de ellos son difíciles o casi imposibles de estudiar de otras formas. [14]
Propósito
Muchos físicos esperan que el Gran Colisionador de Hadrones ayude a responder algunas de las preguntas abiertas fundamentales en física, que conciernen a las leyes básicas que gobiernan las interacciones y fuerzas entre los objetos elementales , la estructura profunda del espacio y el tiempo y, en particular, la interrelación entre los elementos cuánticos. mecánica y relatividad general . [15]
También se necesitan datos de experimentos de partículas de alta energía para sugerir qué versiones de los modelos científicos actuales tienen más probabilidades de ser correctas, en particular para elegir entre el modelo estándar y el modelo de Higgsless y validar sus predicciones y permitir un mayor desarrollo teórico.
Los problemas explorados por las colisiones del LHC incluyen: [16] [17]
- ¿La masa de partículas elementales está siendo generada por el mecanismo de Higgs a través de la ruptura de la simetría electrodébil ? [18] Se esperaba que los experimentos del colisionador demostraran o descartaran la existencia del escurridizo bosón de Higgs , permitiendo así a los físicos considerar si es más probable que el Modelo Estándar o sus alternativas Higgsless sean correctos. [19] [20]
- ¿La supersimetría , una extensión del modelo estándar y la simetría de Poincaré , se realiza en la naturaleza, lo que implica que todas las partículas conocidas tienen socios supersimétricos ? [21] [22] [23]
- ¿Hay dimensiones adicionales , [24] como lo predicen varios modelos basados en la teoría de cuerdas , y podemos detectarlas? [25]
- ¿Cuál es la naturaleza de la materia oscura que parece representar el 27% de la masa-energía del universo ?
Otras preguntas abiertas que se pueden explorar utilizando colisiones de partículas de alta energía:
- Ya se sabe que el electromagnetismo y la fuerza nuclear débil son manifestaciones diferentes de una sola fuerza llamada fuerza electrodébil. El LHC puede aclarar si la fuerza electrodébil y la fuerza nuclear fuerte son igualmente manifestaciones diferentes de una fuerza unificada universal, como lo predicen varias Teorías de la Gran Unificación .
- ¿Por qué la cuarta fuerza fundamental (la gravedad ) es tantos órdenes de magnitud más débil que las otras tres fuerzas fundamentales ? Consulte también Problema de jerarquía .
- ¿Existen fuentes adicionales de mezcla de sabores de quark , además de las que ya están presentes en el modelo estándar ?
- ¿Por qué hay aparentes violaciones de la simetría entre materia y antimateria ? Ver también violación CP .
- ¿Cuáles son la naturaleza y las propiedades del plasma de quarks-gluones , que se cree que existió en el universo temprano y en ciertos objetos astronómicos compactos y extraños en la actualidad? Esto será investigado por colisiones de iones pesados , principalmente en ALICE , pero también en CMS , ATLAS y LHCb . Observados por primera vez en 2010, los hallazgos publicados en 2012 confirmaron el fenómeno de extinción del chorro en colisiones de iones pesados. [26] [27] [28]
Diseño
El colisionador está contenido en un túnel circular, con una circunferencia de 26,7 kilómetros (16,6 millas), a una profundidad que varía de 50 a 175 metros (164 a 574 pies) bajo tierra. La variación de profundidad fue deliberada, para reducir la cantidad de túnel que se encuentra debajo de las montañas del Jura para evitar tener que excavar un pozo de acceso vertical allí. Se eligió un túnel para no tener que comprar terrenos costosos en la superficie, que también repercutirían en el paisaje y aprovechar el blindaje contra la radiación de fondo que proporciona la corteza terrestre. [29]
El túnel revestido de hormigón de 3,8 metros (12 pies) de ancho, construido entre 1983 y 1988, se utilizó anteriormente para albergar el Gran Colisionador de Electrones y Positrones . [30] El túnel cruza la frontera entre Suiza y Francia en cuatro puntos, la mayor parte en Francia. Los edificios de superficie albergan equipos auxiliares como compresores, equipos de ventilación, electrónica de control y plantas de refrigeración.
El túnel colisionador contiene dos líneas de luz paralelas adyacentes (o tuberías de haz ), cada una de las cuales contiene un haz, que viaja en direcciones opuestas alrededor del anillo. Los rayos se cruzan en cuatro puntos alrededor del anillo, que es donde tienen lugar las colisiones de partículas. Unos 1232 imanes dipolos mantienen los rayos en su trayectoria circular (ver imagen [31] ), mientras que 392 imanes cuadrupolos adicionales se utilizan para mantener los rayos enfocados, con imanes cuadrupolos más fuertes cerca de los puntos de intersección para maximizar las posibilidades de interacción. donde se cruzan las dos vigas. Se utilizan imanes de órdenes multipolares superiores para corregir imperfecciones más pequeñas en la geometría del campo. En total, se instalan unos 10.000 imanes superconductores , y los imanes dipolo tienen una masa de más de 27 toneladas. [32] Se necesitan aproximadamente 96 toneladas de helio-4 superfluido para mantener los imanes, hechos de niobio-titanio revestido de cobre , a su temperatura de funcionamiento de 1,9 K (-271,25 ° C), lo que convierte al LHC en la instalación criogénica más grande del país. mundo a la temperatura del helio líquido. El LHC utiliza 470 toneladas de superconductor Nb-Ti. [33]
Durante las operaciones del LHC, el sitio del CERN consume aproximadamente 200 MW de energía eléctrica de la red eléctrica francesa , que, en comparación, es aproximadamente un tercio del consumo de energía de la ciudad de Ginebra; el acelerador y los detectores del LHC consumen alrededor de 120 MW del mismo. [34] Cada día de su funcionamiento genera 140 terabytes de datos. [35]
Cuando se ejecuta al récord de energía actual de 6,5 TeV por protón, [36] una o dos veces al día, a medida que los protones se aceleran de 450 GeV a 6,5 TeV , el campo de los imanes dipolo superconductores aumenta de 0,54 a 7,7 teslas (T ) . Cada uno de los protones tiene una energía de 6,5 TeV, lo que da una energía de colisión total de 13 TeV. Con esta energía, los protones tienen un factor de Lorentz de aproximadamente 6,930 y se mueven a aproximadamente 0,999 999 990 c , o aproximadamente 3,1 m / s (11 km / h) más lento que la velocidad de la luz ( c ). Un protón tarda menos de 90 microsegundos (μs) en viajar 26,7 km alrededor del anillo principal. Esto da como resultado 11 245 revoluciones por segundo para los protones, ya sea que las partículas tengan una energía baja o alta en el anillo principal, ya que la diferencia de velocidad entre estas energías está más allá del quinto decimal. [37]
En lugar de tener haces continuos, los protones se agrupan en hasta 2.808 grupos , con 115 mil millones de protones en cada grupo, de modo que las interacciones entre los dos haces se producen a intervalos discretos, principalmente separados por 25 nanosegundos (ns) , lo que genera una colisión de grupos. velocidad de 40 MHz. Se operó con menos racimos en los primeros años. La luminosidad de diseño del LHC es 10 34 cm −2 s −1 , [38] que se alcanzó por primera vez en junio de 2016. [39] Para 2017, se logró el doble de este valor. [40]
Antes de ser inyectadas en el acelerador principal, las partículas son preparadas por una serie de sistemas que aumentan sucesivamente su energía. El primer sistema es el acelerador lineal de partículas LINAC 4 que genera iones de hidrógeno negativos de 160 MeV (iones H - ), que alimenta al Proton Synchrotron Booster (PSB). Allí, ambos electrones son despojados de los iones de hidrógeno dejando solo el núcleo que contiene un protón. A continuación, los protones se aceleran a 2 GeV y se inyectan en el sincrotrón de protones (PS), donde se aceleran a 26 GeV. Finalmente, el Super Proton Synchrotron (SPS) se usa para aumentar su energía aún más a 450 GeV antes de que finalmente se inyecten (durante un período de varios minutos) en el anillo principal. Aquí, los racimos de protones se acumulan, aceleran (durante un período de 20 minutos ) hasta su energía máxima y finalmente circulan durante 5 a 24 horas mientras se producen colisiones en los cuatro puntos de intersección. [41]
El programa de física del LHC se basa principalmente en colisiones protón-protón. Sin embargo, en el programa se incluyen períodos de funcionamiento más cortos, normalmente un mes al año, y las colisiones de iones pesados. Si bien también se consideran los iones más ligeros, el esquema de referencia se ocupa de los iones de plomo [42] (ver Experimento de un gran colisionador de iones ). Los iones de plomo primero son acelerados por el acelerador lineal LINAC 3 , y el anillo de iones de baja energía (LEIR) se utiliza como una unidad de almacenamiento y enfriamiento de iones. Luego, los iones son acelerados aún más por el PS y SPS antes de ser inyectados en el anillo del LHC, donde alcanzan una energía de 2,3 TeV por nucleón (o 522 TeV por ion), [43] más alta que las energías alcanzadas por el Colisionador de iones pesados relativista. . El objetivo del programa de iones pesados es investigar el plasma de quarks-gluones , que existía en el universo temprano . [44]
Detectores
Se han construido siete detectores en el LHC, ubicados bajo tierra en grandes cavernas excavadas en los puntos de intersección del LHC. Dos de ellos, el experimento ATLAS y el Solenoide Compact Muon (CMS), son grandes detectores de partículas de uso general . [2] ALICE y LHCb tienen funciones más específicas y las tres últimas, TOTEM , MoEDAL y LHCf , son mucho más pequeñas y están destinadas a investigaciones muy especializadas. Los experimentos ATLAS y CMS descubrieron el bosón de Higgs, que es una fuerte evidencia de que el Modelo Estándar tiene el mecanismo correcto para dar masa a las partículas elementales. [45]
Instalaciones informáticas y de análisis
Los datos producidos por el LHC, así como la simulación relacionada con el LHC, se estimaron en aproximadamente 15 petabytes por año (no se indica el rendimiento máximo durante la ejecución) [46], un desafío importante en sí mismo en ese momento.
El LHC Computing Grid [47] fue construido como parte del diseño del LHC, para manejar las enormes cantidades de datos esperadas para sus colisiones. Es un proyecto de colaboración internacional que consiste en una infraestructura de red informática basada en cuadrícula que inicialmente conecta 140 centros de cómputo en 35 países (más de 170 en 36 países a partir de 2012[actualizar]). Fue diseñado por el CERN para manejar el volumen significativo de datos producidos por los experimentos del LHC, [48] [49] incorporando enlaces de cable de fibra óptica privados y porciones existentes de alta velocidad de la Internet pública para permitir la transferencia de datos desde el CERN a instituciones académicas alrededor. el mundo. [50] El Open Science Grid se utiliza como la infraestructura primaria en los Estados Unidos, y también como parte de una federación interoperable con el LHC Computing Grid.
El proyecto de computación distribuida LHC @ home se inició para apoyar la construcción y calibración del LHC. El proyecto utiliza la plataforma BOINC , lo que permite a cualquier persona con conexión a Internet y una computadora con Mac OS X , Windows o Linux utilizar el tiempo de inactividad de su computadora para simular cómo viajarán las partículas en los conductos del haz. Con esta información, los científicos pueden determinar cómo se deben calibrar los imanes para obtener la "órbita" más estable de los rayos en el anillo. [51] En agosto de 2011, se puso en marcha una segunda aplicación (Test4Theory) que realiza simulaciones con las que comparar los datos de prueba reales para determinar los niveles de confianza de los resultados.
En 2012, se habían analizado los datos de más de 6 billones (6 x 10 15 ) de colisiones protón-protón del LHC, [52] los datos de colisión del LHC se producían a aproximadamente 25 petabytes por año, y el LHC Computing Grid se había convertido en el sistema informático más grande del mundo. grid en 2012, que comprende más de 170 instalaciones informáticas en una red mundial en 36 países. [53] [54] [55]
Historia operativa
El LHC se puso en funcionamiento por primera vez el 10 de septiembre de 2008, [56] pero las pruebas iniciales se retrasaron 14 meses desde el 19 de septiembre de 2008 hasta el 20 de noviembre de 2009, luego de un incidente de extinción de imanes que causó daños extensos a más de 50 imanes superconductores , sus montajes y el tubo de vacío . [57] [58] [59] [60] [61]
Durante su primera ejecución (2010-2013), el LHC colisionó dos haces de partículas opuestas de protones de hasta 4 teraelectronvoltios (4 TeV o 0,64 microjulios ) , o núcleos de plomo (574 TeV por núcleo o 2,76 TeV por nucleón ). [62] [63] Sus primeros descubrimientos incluyeron el ansiado bosón de Higgs , varias partículas compuestas ( hadrones ) como el estado de bottomonio χ b (3P) , la primera creación de un plasma de quark-gluón y las primeras observaciones del desintegración muy rara del mesón B s en dos muones (B s 0 → μ + μ - ), lo que desafió la validez de los modelos existentes de supersimetría . [64]
Construcción
Desafíos operativos
El tamaño del LHC constituye un desafío de ingeniería excepcional con problemas operativos únicos debido a la cantidad de energía almacenada en los imanes y los haces. [41] [65] Durante el funcionamiento, la energía total almacenada en los imanes es de 10 GJ (2.400 kilogramos de TNT) y la energía total transportada por los dos haces alcanza los 724 MJ (173 kilogramos de TNT). [66]
La pérdida de solo una décima millonésima parte (10 −7 ) del haz es suficiente para apagar un imán superconductor , mientras que cada uno de los dos volcados del haz debe absorber 362 MJ (87 kilogramos de TNT). Estas energías son transportadas por muy poca materia: en condiciones de funcionamiento nominales (2808 racimos por haz, 1,15 × 10 11 protones por racimo), los tubos de haz contienen 1,0 × 10 −9 gramos de hidrógeno, que, en condiciones estándar de temperatura y presión , llenaría el volumen de un grano de arena fina.
Costo
Con un presupuesto de 7.500 millones de euros (aproximadamente 9.000 millones de dólares o 6.190 millones de libras esterlinas a junio de 2010[actualizar]), el LHC es uno de los instrumentos científicos [1] más caros jamás construidos. [67] Se espera que el costo total del proyecto sea del orden de 4.600 millones de francos suizos (SFr) (aproximadamente 4.400 millones de dólares, 3.100 millones de euros o 2.800 millones de libras esterlinas en enero de 2010).[actualizar]) para la aceleradora y 1,16 mil millones (SFr) (aproximadamente $ 1,1 mil millones, € 0,8 mil millones o £ 0,7 mil millones a enero de 2010[actualizar]) por la contribución del CERN a los experimentos. [68]
La construcción del LHC se aprobó en 1995 con un presupuesto de 2600 millones de francos suizos, con otros 210 millones de francos suizos para los experimentos. Sin embargo, los sobrecostos, estimados en una revisión importante en 2001 en alrededor de 480 millones de francos suizos para el acelerador y 50 millones de francos suizos para los experimentos, junto con una reducción en el presupuesto del CERN, retrasaron la fecha de finalización de 2005 a abril de 2007. [69] La superconducción los imanes fueron responsables de 180 millones de francos suizos del aumento de costos. También hubo más costos y retrasos debido a las dificultades de ingeniería encontradas durante la construcción de la caverna para el solenoide de muón compacto , [70] y también debido a los soportes de los imanes que no estaban suficientemente diseñados y no superaron las pruebas iniciales (2007) y los daños causados por un enfriamiento del imán. y escape de helio líquido (prueba inaugural, 2008) (ver: Accidentes y retrasos en la construcción ) . [71] Dado que los costes de la electricidad son más bajos durante el verano, el LHC normalmente no funciona durante los meses de invierno, [72] aunque se hicieron excepciones durante los inviernos de 2009/10 y 2012/2013 para compensar los retrasos en la puesta en marcha de 2008. y mejorar la precisión de las mediciones de la nueva partícula descubierta en 2012, respectivamente.
Accidentes y retrasos en la construcción
- El 25 de octubre de 2005, José Pereira Lages, técnico, murió en el LHC al caer encima de él una aparamenta que estaba siendo transportada. [73]
- El 27 de marzo de 2007, un soporte de imán criogénico diseñado y proporcionado por Fermilab y KEK se rompió durante una prueba de presión inicial que involucraba uno de los conjuntos de imanes de triplete interno (cuadrupolo de enfoque) del LHC. Nadie salió herido. El director del Fermilab, Pier Oddone, declaró: "En este caso, estamos estupefactos de haber perdido un simple equilibrio de fuerzas". La falla había estado presente en el diseño original y permaneció durante cuatro revisiones de ingeniería durante los años siguientes. [74] El análisis reveló que su diseño, hecho lo más delgado posible para un mejor aislamiento, no era lo suficientemente fuerte para soportar las fuerzas generadas durante las pruebas de presión. Los detalles están disponibles en un comunicado de Fermilab, con el que el CERN está de acuerdo. [75] [76] La reparación del imán roto y el refuerzo de los ocho ensamblajes idénticos utilizados por el LHC retrasaron la fecha de inicio, y luego se planeó para noviembre de 2007.
- El 19 de septiembre de 2008, durante las pruebas iniciales, una conexión eléctrica defectuosa provocó la extinción de un imán (la pérdida repentina de la capacidad superconductora de un imán superconductor debido al calentamiento o los efectos del campo eléctrico ). Seis toneladas de helio líquido superenfriado —usado para enfriar los imanes— escaparon, con la fuerza suficiente para romper los imanes de 10 toneladas cercanos de sus montajes, y causaron daños considerables y contaminación del tubo de vacío (ver incidente de enfriamiento de 2008 ) ; las reparaciones y los controles de seguridad provocaron un retraso de unos 14 meses. [77] [78] [79]
- En julio de 2009 se encontraron dos fugas de vacío y el inicio de las operaciones se pospuso aún más hasta mediados de noviembre de 2009. [80]
Corrientes de imán inferiores iniciales
En ambas ejecuciones (2010 a 2012 y 2015), el LHC se ejecutó inicialmente con energías por debajo de su energía operativa planificada y aumentó a solo 2 x 4 TeV de energía en su primera ejecución y 2 x 6.5 TeV en su segunda ejecución. por debajo de la energía de diseño de 2 x 7 TeV. Esto se debe a que los imanes superconductores masivos requieren un entrenamiento de imanes considerable para manejar las altas corrientes involucradas sin perder su capacidad superconductora , y las altas corrientes son necesarias para permitir una alta energía de protones. El proceso de "entrenamiento" implica hacer funcionar repetidamente los imanes con corrientes más bajas para provocar cualquier apagamiento o movimientos diminutos que puedan resultar. También se necesita tiempo para enfriar los imanes a su temperatura de funcionamiento de alrededor de 1,9 K (cerca del cero absoluto ). Con el tiempo, el imán "encaja" y deja de apagarse a estas corrientes menores y puede manejar la corriente de diseño completa sin apagarse; Los medios del CERN describen los imanes como "sacudiendo" las inevitables imperfecciones de fabricación diminutas en sus cristales y posiciones que inicialmente habían afectado su capacidad para manejar las corrientes planificadas. Los imanes, con el tiempo y con el entrenamiento, gradualmente se vuelven capaces de manejar sus corrientes planificadas completas sin apagarse. [81] [82]
Pruebas inaugurales (2008)
El primer rayo se hizo circular a través del colisionador en la mañana del 10 de septiembre de 2008. [83] El CERN disparó con éxito los protones alrededor del túnel en etapas, tres kilómetros a la vez. Las partículas se dispararon en el sentido de las agujas del reloj hacia el acelerador y se dirigieron con éxito a las 10:28 hora local. [56] El LHC completó con éxito su prueba principal: después de una serie de pruebas, dos puntos blancos destellaron en la pantalla de una computadora mostrando que los protones viajaron a lo largo del colisionador. Tomó menos de una hora guiar la corriente de partículas alrededor de su circuito inaugural. [84] A continuación, el CERN envió con éxito un haz de protones en una dirección contraria a las agujas del reloj, tardando un poco más en una hora y media debido a un problema con la criogenia , y el circuito completo se completó a las 14:59.
Apagar incidente
El 19 de septiembre de 2008, se produjo una extinción de imanes en unos 100 imanes de flexión en los sectores 3 y 4, donde una falla eléctrica provocó una pérdida de aproximadamente seis toneladas de helio líquido (el refrigerante criogénico de los imanes ), que se ventiló hacia el túnel. El vapor que escapa se expandió con fuerza explosiva, dañando un total de 53 imanes superconductores y sus montajes, y contaminando la tubería de vacío , que también perdió las condiciones de vacío. [57] [58] [85]
Poco después del incidente, el CERN informó que la causa más probable del problema era una conexión eléctrica defectuosa entre dos imanes y que, debido al tiempo necesario para calentar los sectores afectados y luego enfriarlos a la temperatura de funcionamiento tardará al menos dos meses en solucionarse. [86] El CERN publicó un informe técnico provisional [85] y un análisis preliminar del incidente el 15 y 16 de octubre de 2008 respectivamente, [87] y un informe más detallado el 5 de diciembre de 2008. [78] El análisis del incidente por el CERN confirmó que una falla eléctrica había sido la causa. La conexión eléctrica defectuosa había provocado (correctamente) una interrupción de la alimentación a prueba de fallos de los sistemas eléctricos que alimentan los imanes superconductores, pero también había provocado un arco eléctrico (o descarga) que dañó la integridad de la carcasa del helio sobreenfriado y el aislamiento de vacío, lo que provocó la rotura del refrigerante. la temperatura y la presión se elevan rápidamente más allá de la capacidad de los sistemas de seguridad para contenerla, [85] y conduce a un aumento de temperatura de aproximadamente 100 grados Celsius en algunos de los imanes afectados. La energía almacenada en los imanes superconductores y el ruido eléctrico inducido en otros detectores de enfriamiento también jugaron un papel en el calentamiento rápido. Alrededor de dos toneladas de helio líquido escaparon explosivamente antes de que los detectores activaran una parada de emergencia, y otras cuatro toneladas se filtraron a una presión más baja como consecuencia. [85] Un total de 53 imanes resultaron dañados en el incidente y fueron reparados o reemplazados durante el cierre invernal. [88] Este accidente fue discutido a fondo en un artículo de ciencia y tecnología de superconductores del 22 de febrero de 2010 por el físico del CERN Lucio Rossi . [89]
En el programa original para la puesta en servicio del LHC, se esperaba que las primeras colisiones "modestas" de alta energía en un centro de masa de energía de 900 GeV tuvieran lugar antes de finales de septiembre de 2008, y se esperaba que el LHC estuviera operando a las 10 TeV a fines de 2008. [90] Sin embargo, debido a la demora causada por el incidente, el colisionador no estuvo operativo hasta noviembre de 2009. [91] A pesar de la demora, el LHC se inauguró oficialmente el 21 de octubre de 2008, en presencia de líderes políticos, ministros de ciencia de los 20 Estados miembros del CERN, funcionarios del CERN y miembros de la comunidad científica mundial. [92]
La mayor parte de 2009 se gastó en reparaciones y revisiones de los daños causados por el incidente de enfriamiento, junto con otras dos fugas de vacío identificadas en julio de 2009; esto empujó el inicio de operaciones a noviembre de ese año. [80]
Ejecución 1: primera ejecución operativa (2009-2013)
El 20 de noviembre de 2009, haces de baja energía circularon en el túnel por primera vez desde el incidente, y poco después, el 30 de noviembre, el LHC alcanzó 1,18 TeV por haz para convertirse en el acelerador de partículas de mayor energía del mundo, superando al Tevatron ' s récord anterior de 0,98 TeV por haz mantenido durante ocho años. [94]
La primera parte de 2010 vio el aumento continuo del haz en energías y los primeros experimentos de física hacia 3,5 TeV por haz y el 30 de marzo de 2010, el LHC estableció un nuevo récord de colisiones de alta energía al colisionar haces de protones a un nivel de energía combinado de 7 TeV. El intento fue el tercero ese día, después de dos intentos fallidos en los que los protones tuvieron que ser "arrojados" desde el colisionador y hubo que inyectar nuevos haces. [95] Esto también marcó el inicio del programa principal de investigación.
La primera corrida de protones terminó el 4 de noviembre de 2010. Una corrida con iones de plomo comenzó el 8 de noviembre de 2010 y finalizó el 6 de diciembre de 2010, [96] permitiendo que el experimento ALICE estudie la materia en condiciones extremas similares a las que ocurrieron poco después del Big Bang. [97]
El CERN planeó originalmente que el LHC funcionaría hasta finales de 2012, con una breve pausa a finales de 2011 para permitir un aumento de la energía del haz de 3,5 a 4 TeV por haz. [5] A finales de 2012, se planeó cerrar el LHC hasta alrededor de 2015 para permitir la actualización a una energía de haz planificada de 7 TeV por haz. [98] A finales de 2012, a la luz del descubrimiento del bosón de Higgs en julio de 2012 , el cierre se pospuso durante algunas semanas hasta principios de 2013, para permitir la obtención de datos adicionales antes del cierre.
Parada prolongada 1 (2013-2015)
El LHC se cerró el 13 de febrero de 2013 para su actualización de 2 años llamada Long Shutdown 1 (LS1), que debía tocar muchos aspectos del LHC: permitir colisiones a 14 TeV, mejorar sus detectores y preaceleradores (el Proton Synchrotron y Super Proton Synchrotron), además de reemplazar su sistema de ventilación y 100 km (62 millas) de cableado dañado por colisiones de alta energía desde su primera ejecución. [99] El colisionador mejorado comenzó su largo proceso de puesta en marcha y prueba en junio de 2014, con el Proton Synchrotron Booster a partir del 2 de junio de 2014, la interconexión final entre los imanes y las partículas circulantes de Proton Synchrotron el 18 de junio de 2014, y la primera sección del sistema principal de superimanes del LHC alcanzando una temperatura de funcionamiento de 1,9 K (−271,25 ° C), unos días después. [100] Debido al lento avance del "entrenamiento" de los imanes superconductores, se decidió iniciar la segunda ejecución con una energía menor de 6,5 TeV por haz, correspondiente a una corriente de 11.000 amperios . Se informó que el primero de los principales imanes del LHC había sido capacitado con éxito el 9 de diciembre de 2014, mientras que la capacitación de los otros sectores de imanes finalizó en marzo de 2015. [101]
Ejecución 2: segunda ejecución operativa (2015-2018)
El 5 de abril de 2015, el LHC se reinició después de una pausa de dos años, durante la cual se actualizaron los conectores eléctricos entre los imanes de flexión para manejar de manera segura la corriente requerida para 7 TeV por haz (14 TeV). [6] [102] Sin embargo, los imanes de flexión solo se entrenaron para manejar hasta 6,5 TeV por haz (13 TeV en total), que se convirtió en la energía operativa de 2015 a 2017. [81] La energía se alcanzó por primera vez el 10 de abril de 2015. . [103] Las mejoras culminaron en chocar protones junto con una energía combinada de 13 TeV. [104] El 3 de junio de 2015, el LHC comenzó a entregar datos físicos después de casi dos años sin conexión. [105] En los meses siguientes, se usó para colisiones protón-protón, mientras que en noviembre, la máquina cambió a colisiones de iones de plomo y en diciembre comenzó el habitual apagado invernal.
En 2016, los operadores de la máquina se centraron en aumentar la luminosidad para las colisiones protón-protón. El valor de diseño se alcanzó por primera vez el 29 de junio [39], y las mejoras adicionales aumentaron la tasa de colisión hasta un 40% por encima del valor de diseño. [106] El número total de colisiones en 2016 superó el número de la Ejecución 1, con una energía más alta por colisión. La carrera protón-protón fue seguida por cuatro semanas de colisiones protón-plomo. [107]
En 2017, la luminosidad se incrementó aún más y alcanzó el doble del valor de diseño. El número total de colisiones también fue mayor que en 2016. [40]
La carrera de física de 2018 comenzó el 17 de abril y se detuvo el 3 de diciembre, incluidas cuatro semanas de colisiones plomo-plomo. [108]
Parada prolongada 2 (2018-2021) y más allá
Long Shutdown 2 (LS2) comenzó el 10 de diciembre de 2018. El LHC y todo el complejo de aceleradores del CERN se están manteniendo y actualizando. El objetivo de las actualizaciones es implementar el proyecto Gran Colisionador de Hadrones de Alta Luminosidad (HL-LHC) que aumentará la luminosidad en un factor de 10. Se proyecta que LS2 finalizará en 2021, seguido de la Ejecución 3. [109] El HL- El LHC debería estar operativo para 2026. El cierre prolongado (LS3) en la década de 2020 tendrá lugar antes de que se complete el proyecto HL-LHC.
Cronograma de operaciones
Fecha | Evento |
---|---|
10 de septiembre de 2008 | El CERN disparó con éxito los primeros protones alrededor de todo el circuito del túnel por etapas. |
19 de septiembre de 2008 | El enfriamiento magnético se produjo en aproximadamente 100 imanes de flexión en los sectores 3 y 4, lo que provocó una pérdida de aproximadamente 6 toneladas de helio líquido . |
30 de septiembre de 2008 | Se planearon las primeras colisiones "modestas" de alta energía, pero se pospusieron debido a un accidente. [32] |
16 de octubre de 2008 | El CERN publicó un análisis preliminar del accidente. |
21 de octubre de 2008 | Inauguración oficial. |
5 de diciembre de 2008 | El CERN publicó un análisis detallado. |
20 de noviembre de 2009 | En el túnel circularon haces de baja energía por primera vez desde el accidente. [60] |
23 de noviembre de 2009 | Primeras colisiones de partículas en los cuatro detectores a 450 GeV. |
30 de noviembre de 2009 | El LHC se convierte en el acelerador de partículas de mayor energía del mundo, alcanzando 1,18 TeV por haz, superando el récord anterior del Tevatron de 0,98 TeV por haz mantenido durante ocho años. [110] |
15 dic 2009 | Primeros resultados científicos, que cubren 284 colisiones en el detector ALICE . [111] |
30 de marzo de 2010 | Los dos haces chocaron a 7 TeV (3,5 TeV por haz) en el LHC a las 13:06 CEST, marcando el inicio del programa de investigación del LHC. |
8 de noviembre de 2010 | Inicio de la primera ejecución con iones de plomo. |
6 de diciembre de 2010 | Fin del ciclo con iones de plomo. Cierre hasta principios de 2011. |
13 de marzo de 2011 | Comienzo de la carrera de 2011 con haces de protones. [112] |
21 de abril de 2011 | El LHC se convierte en el acelerador de hadrones de mayor luminosidad del mundo y alcanza una luminosidad máxima de 4,67 · 10 32 cm −2 s −1 , superando el récord anterior del Tevatron de 4 · 10 32 cm −2 s −1 mantenido durante un año. [113] |
24 de mayo de 2011 | ALICE informa que se ha logrado un plasma de Quark-gluón con colisiones de plomo anteriores. [114] |
17 de junio de 2011 | Los experimentos de alta luminosidad ATLAS y CMS alcanzan 1 fb −1 de los datos recopilados. [115] |
14 de octubre de 2011 | LHCb alcanza 1 fb −1 de los datos recopilados. [116] |
23 de octubre de 2011 | Los experimentos de alta luminosidad ATLAS y CMS alcanzan 5 fb −1 de datos recopilados. |
Noviembre de 2011 | Segunda ejecución con iones de plomo. |
22 dic 2011 | El primer nuevo descubrimiento de partículas compuestas, el mesón bottomonio χ b (3P) , observado con colisiones protón-protón en 2011. [117] |
5 de abril de 2012 | Primeras colisiones con vigas estables en 2012 después del cierre invernal. La energía se incrementa a 4 TeV por haz (8 TeV en colisiones). [118] |
4 de julio de 2012 | Primer descubrimiento de una nueva partícula elemental, un nuevo bosón observado que es "consistente con" el bosón de Higgs teorizado. (Esto ahora se ha confirmado como el propio bosón de Higgs. [119] ) |
8 de noviembre de 2012 | La primera observación de la muy rara desintegración del mesón B s en dos muones (B s 0 → μ + μ - ), una prueba importante de las teorías de supersimetría , [120] muestra resultados a 3,5 sigma que coinciden con el modelo estándar en lugar de muchos de sus variantes supersimétricas. |
20 de enero de 2013 | Inicio de la primera ejecución colisionando protones con iones de plomo. |
11 de febrero de 2013 | Fin de la primera carrera colisionando protones con iones de plomo. |
14 de febrero de 2013 | Comienzo del primer apagado prolongado para preparar el colisionador para una mayor energía y luminosidad. [121] |
7 de marzo de 2015 | Las pruebas de inyección para Run 2 envían protones hacia LHCb y ALICE |
5 de abril de 2015 | Ambos haces circularon en el colisionador. [6] Cuatro días después, se logró un nuevo récord de energía de 6,5 TeV por protón. [122] |
20 de mayo de 2015 | Los protones chocaron en el LHC a la energía de colisión récord de 13 TeV. [104] |
3 de junio de 2015 | Inicio de la entrega de los datos físicos después de casi dos años sin conexión para su puesta en servicio. [105] |
4 de noviembre de 2015 | Fin de las colisiones de protones en 2015, inicio de los preparativos para las colisiones de iones. |
Noviembre de 2015 | Colisiones de iones a una energía récord de más de 1 PeV (10 15 eV) [123] |
13 dic 2015 | Fin de las colisiones de iones en 2015 |
23 de abril de 2016 | Comienza la toma de datos en 2016 |
29 de junio de 2016 | El LHC alcanza una luminosidad de 1.0 · 10 34 cm −2 s −1 , su valor de diseño. [39] Otras mejoras durante el año aumentaron la luminosidad a un 40% por encima del valor de diseño. [106] |
26 de octubre de 2016 | Colisiones protón-protón de finales de 2016 |
10 de noviembre de 2016 | Comienzo de las colisiones protón-plomo de 2016 |
3 de diciembre de 2016 | Colisiones de protones-plomo a finales de 2016 |
24 de mayo de 2017 | Inicio de 2017 colisiones protón-protón. Durante 2017, la luminosidad aumentó al doble de su valor de diseño. [40] |
10 de noviembre de 2017 | Fin del modo normal de colisión protón-protón de 2017. [40] |
17 abr 2018 | Inicio de las colisiones protón-protón de 2018. |
12 de noviembre de 2018 | Fin de las operaciones de protones de 2018 en el CERN. [124] |
3 dic 2018 | Fin de la carrera de iones de plomo de 2018. [124] |
10 dic 2018 | Final de la operación física de 2018 e inicio de la parada prolongada 2. [124] |
Hallazgos y descubrimientos
Un enfoque inicial de la investigación fue investigar la posible existencia del bosón de Higgs , una parte clave del Modelo Estándar de la física que predice la teoría, pero que aún no se había observado antes debido a su alta masa y naturaleza elusiva. Los científicos del CERN estimaron que, si el modelo estándar fuera correcto, el LHC produciría varios bosones de Higgs cada minuto, lo que permitiría a los físicos confirmar o refutar finalmente la existencia del bosón de Higgs. Además, el LHC permitió la búsqueda de partículas supersimétricas y otras partículas hipotéticas como posibles áreas desconocidas de la física. [62] Algunas extensiones del Modelo Estándar predicen partículas adicionales, como los bosones gauge pesados W 'y Z' , que también se estima que están al alcance del LHC para ser descubiertos. [125]
Primera ejecución (datos tomados de 2009 a 2013)
Los primeros resultados físicos del LHC, que implicaron 284 colisiones que tuvieron lugar en el detector ALICE , se informaron el 15 de diciembre de 2009. [111] Se publicaron los resultados de las primeras colisiones protón-protón a energías superiores a las colisiones Tevatrón-antiprotón del Fermilab. por la colaboración de CMS a principios de febrero de 2010, produciendo una producción de hadrones cargados mayor de lo previsto . [126]
Después del primer año de recopilación de datos, las colaboraciones experimentales del LHC comenzaron a publicar sus resultados preliminares sobre búsquedas de nueva física más allá del Modelo Estándar en colisiones protón-protón. [127] [128] [129] [130] No se detectó evidencia de nuevas partículas en los datos de 2010. Como resultado, se establecieron límites en el espacio de parámetros permitido de varias extensiones del Modelo Estándar, como modelos con grandes dimensiones adicionales , versiones restringidas del Modelo Estándar Mínimo Supersimétrico y otros. [131] [132] [133]
El 24 de mayo de 2011, se informó que el plasma de quarks-gluones (la materia más densa que se cree que existe además de los agujeros negros ) se había creado en el LHC. [114]
Entre julio y agosto de 2011, los resultados de las búsquedas del bosón de Higgs y de partículas exóticas, basados en los datos recopilados durante la primera mitad de la ejecución de 2011, se presentaron en conferencias en Grenoble [134] y Mumbai. [135] En la última conferencia, se informó que, a pesar de indicios de una señal de Higgs en datos anteriores, ATLAS y CMS excluyen con un nivel de confianza del 95% (utilizando el método CLs ) la existencia de un bosón de Higgs con las propiedades predichas por el Modelo estándar en la mayor parte de la región de masa entre 145 y 466 GeV. [136] Las búsquedas de nuevas partículas tampoco arrojaron señales, lo que permitió restringir aún más el espacio de parámetros de varias extensiones del Modelo Estándar, incluidas sus extensiones supersimétricas . [137] [138]
El 13 de diciembre de 2011, el CERN informó que el bosón de Higgs del Modelo Estándar, si existe, es más probable que tenga una masa restringida al rango de 115-130 GeV. Tanto los detectores CMS como ATLAS también han mostrado picos de intensidad en el rango de 124-125 GeV, consistente con el ruido de fondo o la observación del bosón de Higgs. [139]
El 22 de diciembre de 2011, se informó que se había observado una nueva partícula compuesta, el estado de bottomonio χ b (3P) . [117]
El 4 de julio de 2012, los equipos de CMS y ATLAS anunciaron el descubrimiento de un bosón en la región de masas alrededor de 125-126 GeV, con una significancia estadística del nivel de 5 sigma cada uno. Esto cumple con el nivel formal requerido para anunciar una nueva partícula. Las propiedades observadas eran consistentes con el bosón de Higgs, pero los científicos se mostraron cautelosos en cuanto a si se identifica formalmente como realmente el bosón de Higgs, en espera de un análisis adicional. [140] El 14 de marzo de 2013, el CERN anunció la confirmación de que la partícula observada era de hecho el bosón de Higgs previsto. [141]
El 8 de noviembre de 2012, el equipo del LHCb informó sobre un experimento visto como una prueba "dorada" de las teorías de supersimetría en física, [120] midiendo la muy rara desintegración de la Mesón en dos muones (). Los resultados, que coinciden con los predichos por el modelo estándar no supersimétrico en lugar de las predicciones de muchas ramas de la supersimetría, muestran que las desintegraciones son menos comunes de lo que predicen algunas formas de supersimetría, aunque aún podrían coincidir con las predicciones de otras versiones de la teoría de la supersimetría. Se afirma que los resultados tal como se redactaron inicialmente no son suficientes para la prueba, pero tienen un nivel de significancia de 3,5 sigma relativamente alto . [142] El resultado fue confirmado posteriormente por la colaboración de la CMS. [143]
En agosto de 2013, el equipo del LHCb reveló una anomalía en la distribución angular de los productos de desintegración del mesón B que no podía predecirse con el Modelo Estándar; esta anomalía tenía una certeza estadística de 4,5 sigma, poco menos de la 5 sigma necesaria para ser reconocida oficialmente como un descubrimiento. Se desconoce cuál sería la causa de esta anomalía, aunque se ha sugerido el bosón Z ' como posible candidato. [144]
El 19 de noviembre de 2014, el experimento LHCb anunció el descubrimiento de dos nuevas partículas subatómicas pesadas,
Ξ ′-
b y
Ξ∗ -
b. Ambos son bariones que se componen de un fondo, uno abajo y un quark extraño. Son estados excitados del barión Xi inferior . [145] [146]
La colaboración del LHCb ha observado múltiples hadrones exóticos, posiblemente pentaquarks o tetraquarks , en los datos de la Ejecución 1. El 4 de abril de 2014, la colaboración confirmó la existencia del candidato tetraquark Z (4430) con una significación de más de 13,9 sigma. [147] [148] El 13 de julio de 2015, los resultados concuerdan con los estados de pentaquark en la desintegración de los bariones lambda inferiores (Λ0
b) Fue reportado. [149] [150] [151]
El 28 de junio de 2016, la colaboración anunció cuatro partículas similares a tetraquark que se descomponían en un mesón J / ψ y un φ, de las cuales solo una estaba bien establecida antes (X (4274), X (4500) y X (4700) y X ( 4140) ). [152] [153]
En diciembre de 2016, ATLAS presentó una medición de la masa del bosón W, investigando la precisión de los análisis realizados en el Tevatron. [154]
Segunda carrera (2015-2018)
En la conferencia EPS-HEP 2015 en julio, las colaboraciones presentaron las primeras mediciones de sección transversal de varias partículas a la energía de colisión más alta.
El 15 de diciembre de 2015, los experimentos ATLAS y CMS informaron sobre una serie de resultados preliminares para búsquedas de física, supersimetría (SUSY) y búsquedas exóticas de Higgs utilizando datos de colisión de protones de 13 TeV. Ambos experimentos vieron un exceso moderado de alrededor de 750 GeV en el espectro de masas invariante de dos fotones , [155] [156] [157] pero los experimentos no confirmaron la existencia de la partícula hipotética en un informe de agosto de 2016. [158] [159] [160]
En julio de 2017, se mostraron muchos análisis basados en el gran conjunto de datos recopilados en 2016. Las propiedades del bosón de Higgs se estudiaron con más detalle y se mejoró la precisión de muchos otros resultados. [161]
En marzo de 2021, los experimentos del LHC han descubierto 59 nuevos hadrones en los datos recopilados durante las dos primeras ejecuciones. [162]
Actualización planificada de "alta luminosidad"
Después de algunos años de funcionamiento, cualquier experimento de física de partículas generalmente comienza a sufrir rendimientos decrecientes : a medida que los resultados clave que puede alcanzar el dispositivo comienzan a completarse, los años posteriores de operación se descubren proporcionalmente menos que los años anteriores. Una respuesta común es actualizar los dispositivos involucrados, generalmente en energía de colisión, luminosidad o detectores mejorados. Además de un posible aumento a 14 TeV de energía de colisión, una mejora de la luminosidad del LHC, llamada Gran Colisionador de Hadrones de Alta Luminosidad, comenzó en junio de 2018 y aumentará el potencial del acelerador para nuevos descubrimientos en física, a partir de 2027. [163] La actualización tiene como objetivo aumentar la luminosidad de la máquina en un factor de 10, hasta 10 35 cm −2 s −1 , proporcionando una mejor oportunidad de ver procesos raros y mejorando las mediciones estadísticamente marginales.
Seguridad de las colisiones de partículas
Los experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones provocaron temores de que las colisiones de partículas pudieran producir fenómenos apocalípticos, que implican la producción de agujeros negros microscópicos estables o la creación de partículas hipotéticas llamadas extrañas . [164] Dos revisiones de seguridad encargadas por el CERN examinaron estas preocupaciones y concluyeron que los experimentos en el LHC no presentan ningún peligro y que no hay motivo de preocupación, [165] [166] [167] una conclusión respaldada por la American Physical Society . [168]
Los informes también señalaron que las condiciones físicas y los eventos de colisión que existen en el LHC y experimentos similares ocurren de forma natural y rutinaria en el universo sin consecuencias peligrosas, [166] incluidos los rayos cósmicos de energía ultra alta que impactan la Tierra con energías mucho más altas que los de cualquier colisionador artificial.
Cultura popular
El Gran Colisionador de Hadrones atrajo una atención considerable desde fuera de la comunidad científica y su progreso es seguido por la mayoría de los medios científicos populares. El LHC también ha inspirado obras de ficción como novelas, series de televisión, videojuegos y películas.
"Large Hadron Rap" [169], empleada del CERN, Katherine McAlpine , superó los 7 millones de visitas en YouTube . [170] [171] La banda Les Horribles Cernettes fue fundada por mujeres del CERN. El nombre fue elegido para tener las mismas iniciales que el LHC. [172] [173]
National Geographic Channel 's del mundo más duro Correcciones , la temporada 2 (2010), Episodio 6 'Atom Smasher' cuenta con la sustitución de la última sección de imanes superconductores en la reparación del colisionador de enfriamiento después del incidente de 2008. El episodio incluye imágenes reales desde la instalación de reparación hasta el interior del colisionador y explicaciones de la función, la ingeniería y el propósito del LHC. [174]
El Gran Colisionador de Hadrones fue el foco de la película de estudiantes de 2012 Decay , y la película se filmó en el lugar de los túneles de mantenimiento del CERN. [175]
El largometraje documental Particle Fever sigue a los físicos experimentales del CERN que realizan los experimentos, así como a los físicos teóricos que intentan proporcionar un marco conceptual para los resultados del LHC. Ganó el Sheffield International Doc / Fest en 2013.
Ficción
La novela Ángeles y demonios , de Dan Brown , involucra antimateria creada en el LHC para ser utilizada en un arma contra el Vaticano. En respuesta, el CERN publicó un "¿Realidad o ficción?" página en la que se analiza la precisión de la descripción del libro del LHC, el CERN y la física de partículas en general. [176] La versión cinematográfica del libro tiene imágenes filmadas en el lugar de uno de los experimentos en el LHC; el director, Ron Howard , se reunió con expertos del CERN en un esfuerzo por hacer que la ciencia de la historia sea más precisa. [177]
En la serie de novelas visuales / manga / anime " Steins; Gate ", SERN (un error ortográfico deliberado del CERN) es una organización que utiliza los agujeros negros en miniatura creados a partir de experimentos en el LHC para dominar el viaje en el tiempo y apoderarse del mundo. También participa en la vigilancia masiva a través del proyecto " ECHELON " y tiene conexión con muchos grupos mercenarios en todo el mundo, para evitar la creación de otras máquinas del tiempo.
La novela FlashForward , de Robert J. Sawyer , implica la búsqueda del bosón de Higgs en el LHC. El CERN publicó una página de "Ciencia y ficción" en la que entrevistaba a Sawyer ya los físicos sobre el libro y la serie de televisión basada en él. [178]
En el episodio The 200 de American Dad , Roger cae accidentalmente en el Gran Colisionador de Hadrones, lo que resulta en una gran explosión que crea doscientos clones de sus múltiples personajes.
"The Large Hadron Collision" es el decimoquinto episodio de la tercera temporada de la comedia estadounidense The Big Bang Theory en la que a Leonard (un personaje del programa) se le ofrece la oportunidad de visitar el Gran Colisionador de Hadrones.
El Gran Colisionador de Hadrones también fue planeada para aparecer como una maravilla en Civilization V .
Ver también
- Lista de aceleradores en física de partículas
- Proyectos de acelerador
- Colisionador lineal compacto
- Colisionador circular futuro
- Colisionador lineal internacional
- Colisionador de hadrones muy grande
Referencias
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enlaces externos
- Página web oficial
- Descripción general del LHC en la página web pública del CERN
- Revista CERN Courier
- 10 hechos asombrosos sobre el LHC
- Portal web del portal del LHC
- Lyndon Evans y Philip Bryant (eds) (2008). "Máquina LHC" . Revista de instrumentación . 3 (8): S08001. Código Bibliográfico : 2008JInst ... 3S8001E . doi : 10.1088 / 1748-0221 / 3/08 / S08001 .CS1 maint: texto adicional: lista de autores ( enlace ) Documentación completa para el diseño y construcción del LHC y sus seis detectores (2008).
- Video
- CERN, cómo funciona el LHC en YouTube
- "Petabytes en el LHC" . Sesenta símbolos . Brady Haran para la Universidad de Nottingham .
- Animación del LHC en modo de producción de colisión (junio de 2015)
- Noticias
- Ocho cosas que debe saber mientras el gran colisionador de hadrones rompe récords de energía
Coordenadas : 46 ° 14′06 ″ N 06 ° 02′42 ″ E / 46.23500 ° N 6.04500 ° E / 46.23500; 6.04500