Errores de diseño condenan el funcionamiento del LHC


Con más de un año de retraso y a la mitad de su energía prevista, el acelerador de partículas más potente del mundo está programado para comenzar esta semana. Junto con el alivio, la ocasión está trayendo algo de búsqueda. Un científico de alto nivel, de los que ayudaron a construir el Large Hadron Collider (LHC) del CERN, el laboratorio de física de partículas cerca de Ginebra, Suiza, afirma que la causa de la demora, un accidente grave en 2008, se podría haber evitado.

“Cualquier falla técnica es una falla humana”, dice Lucio Rossi, físico que supervisó la producción de imanes superconductores del acelerador. En un artículo publicado el 22 de febrero (L. Rossi Supercond. Sci. Technol. 23, 034001; 2010), concluye que el catastrófico fallo de un empalme entre dos imanes no fue un accidente, sino el resultado de un diseño deficiente y la falta de la garantía de calidad y diagnóstico. El proyecto, continúa, deberá afrontar las consecuencias durante los muchos meses que están por venir.

El 19 de septiembre de 2008, pocas semanas antes de que el LHC fuese programado para empezar a colisionar protones, un cortocircuito causó un daño enorme. Una conexión entre dos cables superconductores desarrolló una pequeña resistencia, que calentó la conexión hasta que los cables, enfriados con helio líquido para temperaturas de superconductores, perdió su capacidad para transportar la corriente. Miles de amperios arquearon a través de la máquina, oradando un agujero en su lado y liberando varias toneladas de helio líquido. El helio amplió el caos creado, arrojando hollín en la línea de luz ultralimpia de la máquina y rasgando los imanes de sus puestos. Las reparaciones tardaron más de un año, y el LHC se reinició con éxito en noviembre pasado.

Una investigación reveló que los técnicos no habían soldado correctamente los cables. Con decenas de miles de conexiones de este tipo, es quizás inevitable que algunos estuviesen defectuosas, dijo Rossi, pero los fallos de diseño empeoraron el problema. La soldadura de plata-estaño que se utilizó, se fundía a altas temperaturas atascando fácilmente los empalmes de los cables. Por otra parte, los trabajadores no hicieron una verificación adecuada para comprobar si eran eléctricamente seguras cada conexión. Los sensores para detectar el sobrecalentamiento del circuito, podrían haber ayudado a evitar el accidente, pero no se instalaron hasta después de que sucedió.

Peor aún, dice Rossi, cuando al principio se unieron los cables, la misma soldadura de estaño-plata se utilizó para conectarlo a un estabilizador de cobre adyacente, destinado a proporcionar una vía de escape para la corriente, en caso de fallo. Este paso corría el riesgo de un recalentamiento y destrucción de la conexión original. Realizar una segunda conexión con el estabilizador, con un tipo diferente de soldadura, el cual tenía un punto de fusión bajo, podría haber evitado el problema. Lyn Evans, que supervisó el LHC desde 1994 a 2009, dice que la idea fue examinada y rechazada debido a que entre las soldaduras alternativas figuraba el plomo, un riesgo para los trabajadores.

Un análisis detallado el pasado verano reveló que varias malas conexiones, y el CERN dice ahora que hará falta un año para corregir el problema en toda la máquina. Como resultado de ello, el LHC no funcionará a pleno de su energía colisionante, de 14 tera-electronvoltios (1012 eV) hasta alrededor de 2013.

Muchos científicos del LHC decen que el accidente ha sido la consecuencia natural de la construcción de una máquina tan grande y única. “Personalmente, pienso que Rossi es demasiado duro consigo mismo y la gestión del tiempo necesario”, dice Steve Myers, jefe del proyecto actual del LHC. “En un proyecto técnicamente tan complicado y un calendario tan apretado, son casi inevitables los errores”.

Pero Jim Strait, físico del Fermilab en Batavia, Illinois, dice que el análisis de Rossi es esencialmente correcto. Las conexiones entre los imanes del LHC no son suficientemente sólidas. “El diseño se parece a uno que está optimizado para hacer una instalación fácil,” dice. “Estos pequeños y estúpidos rincones del diseño reciben poca atención porque son aburridos”. Solamente una revisión más constante del proyecto y una gestión integrada puede manejar este tipo de problemas.

Rossi dice que no culpa a una sola persona por lo que pasó en el LHC. “En italiano se dice, ‘Chi non fa, no sbaglia’: El que no trabaja no se equivoca”. Lo que tenemos que hacer es aprender de nuestros errores y hacerlo mejor”.

http://bitnavegante.blogspot.com/

Por otro lado :

Una nueva tecnología de imanes superconductores permitirá aumentar la potencia del LHC

El LHC, el más poderoso acelerador de partículas del mundo, ubicado en el CERN, el laboratorio europeo de física de partículas localizado en la frontera entre Francia y Suiza, genera colisiones de partículas desde no hace mucho, pero los científicos e ingenieros ya han hecho avances significativos en la preparación de futuras mejoras que superen la eficiencia del diseño nominal del acelerador, entre las cuales figuran aumentar 10 veces las tasas de colisión hacia finales de la próxima década, y lograr por último haces de mayor energía.

En una prueba reciente, un electroimán construido por miembros del Programa de Investigación del Acelerador LHC (LARP por sus siglas en inglés), usando un avanzado material superconductor, logró un campo magnético lo suficientemente fuerte como para enfocar haces intensos de protones en las regiones de interacción del LHC objeto de mejoras técnicas.

(NC&T) El programa LARP es una colaboración estadounidense entre el Laboratorio Nacional de Brookhaven, el Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi (Fermilab), el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, y el Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC.

Eric Prebys, del Fermilab, dirige el LARP.

El aumento de potencia implicará que haya más eventos de colisión en las regiones de interacción del LHC; por tanto, los experimentos podrán recolectar más datos en menos tiempo. Pero también implicará que los electroimanes que enfocan los haces hacia pequeños puntos en las regiones de interacción y que están a menos de 20 metros de los puntos de colisión, sean sometidos a una radiación y un calor mayores que aquellos para los que están diseñados actualmente.

Uno de los objetivos del LARP es preparar electroimanes mejorados usando un material superconductor diferente con mayor tolerancia al calor. Ya hay un candidato firme, pero se necesita desarrollar métodos avanzados de fabricación para superar los obstáculos técnicos impuestos por el uso de este material. En ésta y otras cuestiones están trabajando ahora los ingenieros.

Muchos logros científicos se esperan conseguir con el LHC. Los astrónomos confían en poder averiguar cosas sobre las propiedades microscópicas de la materia oscura mediante el LHC. También se espera crear de modo artificial, por primera vez, una partícula de materia oscura.

Asimismo es posible que la detección en el LHC de nuevas y exóticas partículas pueda permitir a los físicos vislumbrar la existencia y las formas de dimensiones adicionales a las conocidas. Unos investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison y la Universidad de California-Berkeley sostienen que las huellas reveladoras dejadas por ciertas partículas podrían permitir distinguir entre las posibles formas de las dimensiones espaciales adicionales predichas por la teoría de las cuerdas.

La teoría de las cuerdas describe las partículas fundamentales del universo como diminutas cuerdas vibrantes de energía, y sugiere la existencia de seis o siete dimensiones espaciales inadvertidas, además del tiempo y las tres dimensiones espaciales que normalmente captamos.

http://www.noticias21.com/

http://www.scitech-news.com/2009/12/advance-in-superconducting-magnet.html

2 Respuestas a “Errores de diseño condenan el funcionamiento del LHC

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