Large Hadron Collider LHC Diana Babarro Rodríguez 1º BACHARELATO 2009-2010 Ciencias para o Mundo Contemporáneo IES Otero Pedrayo. Ourense Profesora: Carmen Cid Manzano

- Que é a partícula de Deus? - Que é o CERN? - Que é o LHC? - Que é a partícula de Deus? - Respostas que se queren atopar cos experimentos que se realicen no LHC.

I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense A humanidade sempre tivo e terá curiosidade por saber de onde vimos, por que existimos, por que estamos constituidos…

Que é o CERN? The European Organization for Nuclear Research, tamén coñecido como CERN, é o máis grande laboratorio de Física de Partículas do mundo. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Con fin de responder a algunha destas cuestións creouse o LHC (Large Hadron Collider ) ou tamén chamado gran colisor de hadróns. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

? MATERIA QUARKS NÚCLEO ÁTOMO MOLÉCULAS I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

O acelerador LHC foi concebido orixinalmente na década dos 80 e aprobado para a súa construcción polo Consello do CERN a finais de 1994. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

O LHC construíuse no mesmo espazo no que se encontraba o seu predecesor, o LEP (Large Electron-Positron collider). I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

¡¡¡¡O proxecto estivo preparándose durante 20 anos, e costou 10 ¡¡¡¡O proxecto estivo preparándose durante 20 anos, e costou 10.000 millóns de dolares!!!! I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

O LHC está ubicado no CERN sobre a fronteira franco-suiza. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

No CERN traballan 10.000 científicos de 80 países diferentes. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

O LHC considérase un dos maiores experimentos do mundo. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

A circunferencia do LHC mide 26 A circunferencia do LHC mide 26.659 m exactamente, cunha totalidade de 9.300 imáns no seu interior. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Consiste en oito arcos de 2,45 km de longo e oito seccións rectas de 545 m. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

O LHC é o acelerador máis grande do mundo que moverá protóns e ións de plomo a case a velocidade da luz exactamente a 290.000 km/ sg e os farán chocar.

¡¡¡ darán unhas 11.000 voltas por segundo !!! É o circuito máis rápido do planeta Os protóns irán tan rápido que tardarán só 90 microsegundos en dar unha volta enteira ¡¡¡ darán unhas 11.000 voltas por segundo !!! I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

As partículas que recorren o LHC a tan altas velocidades pertencen á familia dos hadróns. Un hadrón, é unha partícula composta de quarks e que "sinte" a interacción forte. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Os protóns son guiados no anel do acelerador mediante un poderoso campo magnético proporcionado por correntes superconductoras. O LHC utiliza algún dos dipolos magnéticos máis potentes do mundo.

O dipolo magnético presenta un cable especial superconductor O dipolo magnético presenta un cable especial superconductor. Estes cables están formados por 36 fíos de 0.825 mm de diámetro. Cada fío, insertado nunha matriz de cobre, está feito de 6500 filamentos superconductores de Niobium-Titanium. Cada filamento ten un espesor duns 0.006 mm, é dicir, 10 veces máis delgado que un cabelo humano.  Se se unisen un detrás do outro todos os filamentos de Nb-Ti, a lonxitude obtida sería de máis de 1500 millóns de km, o que chegaría par ir e volver cinco veces ao Sol e aínda sobraría filamento par unhas cantas viaxes á Lúa. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Para lograr un campo magnético tan grande como se necesita, fai falta que o metal superconductor estea moi frío Por outro lado ao ser un electroimán, fai falta unha corriente eléctrica moi grande, que fai que todo quéntese moito. Os cables operan á temperatura de 1,9 K (uns -271°C), a temperatura a máis baixa no Universo. O helio debe fluir constantemente e debe ser enfriado permanentemente, extraéndose todo o calor. Precísanse 5000 toneladas de helio en todo o LHC, o que representa a producción mundial deste gas.

Como funciona o LHC? Enrique Fernandez (Director do Instituto de Física de Altas Enerxías da Universidade Autónoma de Barcelona) di, que de forma sinxela se pode dicir que o LHC é un vehículo para poder estudiar as colisións entre partículas elementais. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

No LHC os protóns colisionan en choques frontais para alcanzar enerxías nunca obtidas con anterioridade a esa potencia. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Os protones son acelerados a velocidades do 99,99% da velocidade da luz e chocan entre si en direccións opostas producindo altísimas enerxías que permitirían simular algúns eventos ocorridos durante ou inmediatamente despois do Big Bang. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Os protóns aceleraranse ata ter unha enerxia de 7 TeV cada un (sendo o total de enerxía da colisión de 14 TeV).

O electronvoltio (símbolo eV), é unha unidade de enerxía equivalente á enerxía cinética que adquire un electrón ao ser acelerado por unha diferenza de potencial no baleiro de 1 voltio. 1eV = 1,6 × 10-19 J En física de altas enerxías, o electronvoltio resulta unha unidade moi pequena polo que son de uso frecuente múltiplos como o Teraelectronvoltio TeV. 1 TeV = 1012 eV I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Á enerxía máxima, cada un dos feixes de protóns no LHC terá unha enerxía equivalente á dun tren de alta velocidade de 400 toneladas circulando a 200 km/h. Esta enerxía abonda para fundir 500 kg de cobre. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

As pegadas das colisións das partículas serán recollidas por catro detectores. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

DETECTORES I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

800 millóns de colisións por segundo

A animación mostra a simulación dun evento ocorrido nunha colisión dentro dun detector. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Primeiros choques de partículas.

Atlas (A Toroidal LHC ApparatuS) O detector ATLAS é ou máis grande detector na Física de Partículas mide 46 metros de longo, 25 metros de alto e 25 metros de ancho; pesa 7000 toneladas e consiste en 100 millóns de sensores para medir as partículas que xurdirán dás colisións protón-protón non LHC.

No detector Atlas traballan numerosos científicos entre eles Valeria Pérez e a ourensana Teresa Fonseca .. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Colisión protón-protón en ATLAS

CMS (Compact Muon Solenoid) É un detector multipróposito deseñado para aproveitar todo o potencial do LHC. O corpo principal do detector CMS é un cilindro multicapa duns 21 m de longo e 16 m de diámetro, cun peso total de máis de 13000 toneladas. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Jesús Puerta Pelayo é un físico español que traballa no CERN, membro do grupo de coordinación técnica do CMS e responsable da divulgación do detector central de muóns. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Colisión protón-protón en CMS

(A Large Ion Collider Experiment) Estudia a física das interaccións fortes a densidades de enerxia extremas Dalgún xeito estarase a reproducir como era o universo instantes despois do Big Bang. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Colisión protón-protoń en ALICE

(Large Hadron Collider beauty experiment) Estuda fenómenos relacionados coa física de partículas con quarks. Frederic Teubert Físico de investigación español, é dende 2003 uno dos poucos científicos contratados polos CERN de forma permanente.

Colisión protón-protón en LHCb

O seguinte vídeo é un resumo de todo o comentado: http://www.youtube.com/watch?v=wkeCDG_1050 I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Algunhas respostas que se queren atopar cos experimentos que se realicen no LHC I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Examinar a validez e os límites do Modelo Estándar da Física de Partículas. O Modelo Estándar de Física de Partículas é a mellor teoría que os físicos teñen actualmente para describir as interaccións fundamentais coñecidas entre as partículas elementais que constitúen toda a materia.

Que ocurreu nos primeiros nanosegundos da orixe do Universo? Que permitiu que a nada se convertese en todo? TODO I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Teoricamente o 96% do Universo é enerxía e materia escura. Probar que a enerxía e a materia escura existe.

O significado da masa, sábese como medila pero non se sabe que é realmente. Probala existencia do Boson de Higgs ou tamen chamada partícula de Deus.. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Por qué é importante encontrar o bosón de Higgs? . Por qué é importante encontrar o bosón de Higgs? Porque é a peza que lles falta para comprender a estrutura da materia a nivel subatómico. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

A existencia ou non das partículas supersimétricas I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Existen os gravitóns ou son só suposicións para arranxar a hipotese do Big Bang? O gravitón é unha partícula elemental hipotética que sería a transmisora da interacción gravitatoria en moitos modelos da Física de partículas.

Existen máis de tres dimensións no espazo? Se hai dimensións extras, tal como predín varios modelos inspirados pola Teoría de cordas, e, en caso afirmativo, por que non se puideron aínda percibir ? I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Por que houbo máis materia que antimateria non ó revés? O universo que nos rodea esta formado casi na súa totalidade de materia. A materia e a antimateria aniquílanse. Os experimentos no LHC queren mostrar cómo a materia que vemos no noso universo sobreviviu a esta aniquilación. Por que houbo máis materia que antimateria non ó revés? I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

A experimentación no CERN e en concreto no LHC está ligada a ciencia pura pero tamén a campos de aplicación directa como é a invención e mellora de técnicas de diagnóstico clínico ou as novas terapias de loita contra o cancro (Hadronterapia). Tamén foi no CERN onde foi creada a web (World Wide Web) e actualmente estanse desenvolvendo novas formas de procesamento, almacenamento e intercambio da información, a GRID. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

GRID: é un servizo para compartir a potencia de computación e a capacidade de almacenamento ao través da Internet. Vai moito máis aló dunha simple comunicación entre ordenadores, pois pretende converter a conexión entre ordenadores nun verdadeiro recurso computacional único e global. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

Para todo isto e seguramente moito máis, foi para o que se creou o LHC. I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

O LHC en titulares I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense

17 enero 2010 La Región

ATLAS CMS

17 enero 2010 La Región

17 enero 2010 La Región

Fontes documentais http://www.xente.mundo-r.com/rcid/index_es.html http://www.plataformasinc.es/index.php/esl/Multimedia/Videos/(lhc)/1 http://www.publico.es/ciencias/034173/podemos/encontrar/sorpresas/acelerador/lhc http://www.youtube.com/watch?v=wkeCDG_1050 http://www.elpais.com/articulo/futuro/vacio/nada/elpepusocfut/20080924elpepifut_1/Tes http://wwwae.ciemat.es/~carlosv/tesis/LHCyCMS.pdf http://lhcdiario.files.wordpress.com/2009/11/alice_event1.png http://www.josemariscal.com/blog/2008/08/07/lhc-entra-hoy-en-funcionamiento/ http://lhc-machine-outreach.web.cern.ch/lhc-machine-outreach http://tony15007.wordpress.com/2009/10/17/perigos-do-acelerador-de-particulas/ http://www.muyinteresante.es/inhttp://www.cincodias.com/articulo/Sentidos/maquina-rastrear-origen-universo/20080910cdscdicst_1/cds5se I.E.S. Otero Pedrayo. Ourense