LHC: El gran
colisionador de hadrones
Resumen informativo
Yuri Milachay
¿Qué es el LHC?
• Es un acelerador de partículas
enorme que entró en operaciones
en agosto de 2008.
• Tiene como misión producir el
choque de protones que tengan
una energía de 14 TeV.
• También podrá colisionar núcleos
con energía de 1 150 TeV.
El electronvolt, abreviado como eV, es una
unidad de energía equivalente a la energía cinética
que adquiere un electrón al ser acelerado por una
diferencia de potencial en el vacío de 1 volt.
Dicho valor se obtiene experimentalmente, por lo
que no es una cantidad exacta.
1 TeV = 1,602176462 × 10-7 J
Yuri Milachay
2
Nació en el CERN
(Donde nació también la WWW)
•
La Organización Europea para la
Investigación Nuclear (nombre
oficial), mayormente conocida por la
sigla CERN (sigla provisoria utilizada
en 1952, que respondía al nombre en
francés Conseil Européen pour la Recherche
Nucléaire, es decir, Consejo Europeo
para la Investigación Nuclear),1 es el
mayor laboratorio de investigación en
física de partículas a nivel mundial.
•
Está situado en la frontera entre
Francia y Suiza, entre la comuna de
Meyrin (en el Cantón de Ginebra) y la
comuna de Saint-Genis-Pouilly (en el
departamento de Ain).
Vista aérea del CERN
http://es.wikipedia.org/wiki/CERN
Yuri Milachay
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Ubicación del LHC
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¿Cómo funcionará?
Clic para
comenzar
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¿Por qué se necesita un colisionador?
• ¿Por qué es necesaria la
construcción . . . ?
• El LHC es el último hito de una
historia que se remonta hasta
finales del siglo XIX con el
descubrimiento de la radiactividad,
los rayos alfa, beta, gamma, rayos X
y
muchas
otras
partículas
denominadas fundamentales.
• Estas
partículas
fueron
descubiertas en aceleradores como:
Tevatron, LEP, SPS, HERA, SLAC,
...
•
•
•
Yuri Milachay
En la actualidad se conoce muchas de
las propiedades de estas partículas pero
han
surgido
muchas
otras
interrogantes.
Recuerda que en el camino de la
comprensión de la materia se han
producido
muchos
avances
tecnológicos
como:
TV,
las
computadoras,
dispositivos
de
imágenes médicas, las comunicaciones,
etc.
Se espera poder responder a las
preguntas formuladas desde hace
mucho con este nuevo aparato.
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Historia del descubrimiento de las partículas
• http://www.particleadventure.org/other/history/quantumt.html
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La composición del universo
•
•
•
•
•
El universo está constituido de bloques
elementales de materia (partículas
elementales)
Todas estas partículas existen desde
instantes posteriores al Big bang.
Estas partículas solo pudieron ser
creadas en colisiones de alta energía.
Por lo tanto, el estudio del origen del
universo y su evolución posterior parte
de la recreación de los instantes
iniciales del mismo.
De lograrlo, podremos comprender por
qué evolucionan las galaxias y planetas
de la forma como lo hacen, así como
también
se
podrán
desarrollar
tecnologías mucho más potentes que
las actuales.
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La composición del universo
•
Todo el universo está compuesto de
partículas elementales.
– Materia
• Átomos
• electrones y núcleos
• protones y neutrones
• quarks
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La estructura de la materia
•
Las observaciones de los rayos cósmicos y las huellas
de las partículas en las cámaras de niebla en los
aceleradores de partículas permitieron descubrir más
partículas: muones, partículas tau, neutrinos y muchas
partículas pesadas que no son fundamentales, pero que
están hechas de quarks pesados.
•
Por último, se halló la antimateria, la imagen especular
de la materia ordinaria.
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La materia
q – quark
q - antiquark
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La antimateria
•
La materia y la antimateria son
perfectos opuestos.
•
Para
cara
partícula
hay
una
antipartícula, para el cual las
propiedades eléctricas son opuestas.
•
Cuando la materia y la antimateria se
encuentran, se aniquilan entre sí
liberando energía (mc2).
•
Por ejemplo, 1 g ~107MJ
dinamita)
•
Posteriormente, pueden reaparecer
como fotones y otros pares de
partículas y antipartículas.
~ 2 kt de
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El cuadro final
•
•
•
•
La labor de miles de físicos desde hace más de un siglo resultan en lo que se ha dado
en denominar “Modelo estándar” de la física de partículas elementales.
Este modelo consiste en considerar que hay 12 partículas materiales y cuatro tipos de
fuerzas.
Dos familias de materia (quarks y leptones)
Seis quarks y seis leptones organizados en tres familias cada uno.
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Más sobre el modelo estándar
• El modelo estándar es actualmente
la mejor descripción del mundo de
los quarks, leptones y otras
partículas.
• Sin
embargo,
deja
preguntas sin resolver.
muchas
• ¿Cuál es el origen de las masas de
las partículas?
• Masas → mecanismo de Higgs →
partícula de Higgs → es la última y
quizás más importante parte
faltante del modelo
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Misterios sin resolver
¿El universo está
acelerando?
¿Por
qué
no
observamos en el
universo conocido
gran cantidad de
antimateria?
¿Existe la materia
oscura?
¿está
compuesta de un
nuevo tipo de
partículas?
¿Cuál es el origen
de la masa?
http://www2.slac.stanford.edu/VVC/theory.html
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