jueves, 18 de noviembre de 2010

El Gran Colisionador de Hadron

Energías de Vértigo
Los haces de partículas se aceleran inicialmente en una subcadena de anilllos menores  hasta que alcanzan la energía de 0,45 tera electrón-voltios. De ahí pasan al gran acelerador del LHC, donde alcanzan energías de hasta siete tera electrón-voltios. Un tera electrón-voltio es aproximadamente la energía cinética de un mosquito volando.
Aunque parezca una energía pequeña, lo extraordinario es que las partículas que concentran esa energía en el LHC tienen un volumen un billón de veces menor que el de un mosquito.

¿Qué es un acelerador de partículas?
Un acelerador de partículas consiste esencialmente en un gran anillo hueco en el que se intercalan grandes fuentes de energía eléctrica y grandes imanes en los que se inyectan electrones, iones o protones. Estas partículas elementales se aceleran a velocidades de hasta el 99% de la velocidad de la luz y colisionan a las más altas energías que el hombre conoce. En estos choques se generan nuevas partículas subatómicas cuyo tiempo de vida es ínfimo, pero suficiente para poder ser estudiadas.

El ‘Large hadron collider’
El gran colisionador de hadrones (LHC-’Large Hadron Collider’) es la respuesta del CERN a la búsqueda de los científicos de los misterios de la materia. Construido en el túnel que albergó durante los años setenta al gran colisionador de protones (LEP-Gran Colisionador de Electrones- Protones), es el mayor acelerador de partículas que existirá sobre la Tierra. Su objetivo es hacer colisionar protones a tal velocidad que éstos darán 11.245 vueltas al anillo en cada segundo. Los chorros de protones inyectados en su interior viajarán durante diez horas diez billones de kilómetros hasta conseguir una energía similar a la que tendría un coche a 1.600 kilómetros por hora. Los choques entre estos haces de partículas generarán nuevas partículas, unas ya conocidas y otras -como los bosones de Higgs- cuya existencia aún no conocemos, pero que han sido predichas por las teorías físicas.

Estaciones detectoras
Los haces de partículas acelerados en el LHC chocan en dispositivos especiales, las unidades detectoras, donde las nuevas partículas generadas se hacen visibles durante unos instantes a través de las trayectorias que describen, de los cambios energéticos detectados o de cambios predichos por los físicos en los campos magnéticos o eléctricos. Cada haz de partículas consiste en unos 3.000 sub-haces, cada uno de los cuales contiene unos 100 billones de partículas. Pero éstas son tan pequeñas que cuando los haces chocan no provocan más de 20 colisiones por cada 200 billones de partículas. Los haces llegan a chocar hasta 30 millones de veces en un segundo, lo que quiere decir que en el LHC se generarán hasta 600 millones de choques en cada segundo. Cada una de estas colisiones se ha de filtrar para que sus datos sean analizados por un gigantesco sistema de ordenadores –el GRID-, cuyos datos serán estudiados por los físicos. El LHC está dotado de cuatro estaciones detectoras: el CMS, ALICE, ATLAS y LCHb.

Los imanes fríos
Para conseguir acelerar los haces de partículas a velocidades cercanas a la de la luz, en el LHC se utilizan más de 1.800 sistemas magnéticos de superconductores. Estos imanes emplean materiales superconductores que a muy bajas temperaturas permiten conducir la electricidad sin casi resistencia. El LHC utiliza imanes de niobio y titanio que operan a temperaturas del orden de 271o bajo cero, los imanes fríos. Si el LHC utilizara imanes ‘normales’, el campo magnético que generaría sería al menos cuatro veces menor y con un consumo energético mucho mayor. Así, la circunferencia de un acelerador que usara ‘imanes calientes’ debería ser de 120 kilómetros de longitud y consumiría 40 veces más electricidad que usando los imanes criogénicos. La bajísima temperatura de estos imanes se mantiene con helio líquido.







3 comentarios:

  1. Creo que el tema que escogieron es realmente interesante y que la forma en que lo exponen lo deja todo realmente claro, muy buen trabajo niños :D

    Saludos Aurora Juárez♥

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  2. Creo que es muy interesante toda la información que manejan.
    Es un tema que no conocía y me gustó mucho! XP
    Salu2

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  3. No conocía esto, gracias por proporcionarnos nueva información a nuestras vidas :)
    Saludos a todos, bonitas fiestas

    Lesly Gtz.

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