Ver el Big Bang en directo


El mundo se prepara para ver el Big Bang en directo

Este martes, 30 de marzo, a partir de las 8.30h (hora central europea), el LHC, conocido como la «máquina de Dios», realizará el primer intento de recrear las condiciones del Big Bang. Se trata de una colisión de haces de protones previamente acelerados hasta obtener una energía de 7 TeV, y podrá seguirse en directo a través de internet. Los científicos de la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN) han dispuesto cámaras en la sala de control del LHC, desde dónde se podrán ver los avances del experimento y las expresiones de los presentes cuando aparezcan los resultados. Será el arranque de dos años de experimentos que confirmarán la teoría sobre el origen de la materia y podrían provocar un cambio revolucionario en la Física.

Animation of the synchronization of beams

Tan sólo faltan horas. Finalmente sabremos si el Large Hadron Collider (LHC) es capaz de recrear las condiciones existentes en el momento del Big Bang – la «gran explosión» que generó todo el Universo- o vuelve a ocurrir algo que lo deje fuera de juego durante varias semanas más. Como sea, el CERN ha decidido transmitir en directo los experimentos destinados a conseguir este objetivo, gracias a una serie de cámaras instaladas en el centro de control del acelerador de partículas más grande y potente jamás construido. El evento este martes, y los científicos han fijado como hora tentativa para el comienzo de la transmisión las 8:30h de la mañana (hora central europea), aunque aclaran que debido a lo complejo de las operaciones implicadas en estos experimentos, dicho horario puede variar.

El CERN ha publicado una agenda con entradas para cada uno de los experimentos previstos -hay varios, y utilizando cada uno de los detectores instalados en el acelerador (ALICE, ATLAS, CMS y LHCb)- que reflejará los cambios de horarios en caso de que estos se produzcan. Debes apuntar tu navegador a esta dirección.

Cuestión de horas o díasPor el túnel circular de 27 kilómetros de largo que posee el LHC debajo de la frontera franco-suiza, comenzaron a circular en noviembre pasado las primeras partículas, luego de que el acelerador fuese cerrado en septiembre de 2008 debido a un calentamiento excesivo. Según el CERN, en este momento los haces dobles de partículas están girando por el acelerador con una energía de unos 3,5 TeV (tera-electrón-voltios), la más alta jamás lograda, y se acelerarán en los próximos días.
«El primer intento de colisiones a 7 TeV (3,5 TeV por haz) está prevista para el 30 de marzo», explica Rolf Heuer, el director general del CERN. «Puede tomar horas o incluso días obtener las colisiones buscadas». Según los científicos, las colisiones a 7 TeV pueden crear «mini Big Bangs», un hecho sin precedentes que miles de científicos analizarán concienzudamente durante los próximos años. «Sólo el trabajo de alinear correctamente los haces es un reto en sí mismo: es un poco como lanzar agujas de fuego a través del Atlántico y lograr que choquen a mitad de camino», dice Steve Myers, también del CERN. Una vez que comience el experimento, el acelerador se mantendrá funcionando de forma continua durante 18-24 meses, con una pausa técnica a finales de 2010…
Os dejamos links a CERN del sitio webCast y del sitio de los horarios de retrasmisión. http://webcast.cern.ch/lhcfirstphysics/

Horarios

http://press.web.cern.ch/press/lhc-first-physics/webcast/

Por si acaso.

Five webcasts will be available from CERN on 30 March. The main webcast will include live footage from the control rooms for the LHC accelerator and all four LHC experiments and coverage of the press conference to announce the first collisions. Webcasts will also be available from the control rooms of the four LHC experiments: ALICE, ATLAS, CMS and LHCb. The webcasts will be primarily in English.

This schedule is subject to change. The main event is the first attempt to collide protons at 7 TeV in the center of the LHC experiments, a very complicated procedure that could take time to accomplish. Changes from the published schedule will be announced in the webcast

All times are Central European Summer Time (CEST)

Schedule for main webcast
8:30 Webcast begins with live coverage of the LHC accelerator team’s daily meeting in the CERN Control Centre
9:00 Webcast continues with the first attempt to collide protons at 7 TeV (3.5 TeV per beam). Live satellite coverage begins via EBU. From 9:00 to 11:00, coverage will include: live footage from the control rooms of the LHC accelerator and experiments; step-by-step explanations of how the LHC teams bring beams into collision, with commentary from the team operating the LHC accelerator; and interviews with leaders of CERN and the LHC experiments.

11:00 Webcast continues; live satellite coverage ends. From 11:00-15:30, coverage will include: live footage from the control rooms of the LHC accelerator and experiments; updates on progress of beams and collisions; interviews with experts on the physics of the LHC at 7 TeV.
12:00 Update from the CERN Control Centre
12:10 Live from the ATLAS Experiment
12:20 Live from the ALICE Experiment
12:30 Roundtable: Dark matter, supersymmetry, black holes and antimatter
12:40 Live from the CMS Experiment
12:50 Live from the LHCb Experiment
13:00 Update from the CERN Control Centre
13:10 Live from the ATLAS Experiment
13:20 Live from the ALICE Experiment
13:30 Roundtable: The Higgs boson
13:40 Live from the CMS Experiment
13:50 Live from the LHCb Experiment
14:00 Update from the CERN Control Centre
14:10 Live from the ATLAS Experiment
14:20 Live from the ALICE Experiment
14:30 Roundtable: Societal benefits of particle physics
14:40 Live from the CMS Experiment
14:50 Live from the LHCb Experiment
15:00 Update from the CERN Control Centre
15:10 Live from the ATLAS Experiment
15:20 Live from the ALICE Experiment
15:30 Live from the CMS Experiment
15:40 Live from the LHCb Experiment
15:50 Replay of live satellite coverage (first transmitted 9:00-11:00)
17:50 Farewell from CERN
18:00 Highlights from the day’s event
18:15 Webcast ends

http://public.web.cern.ch/public/ 

http://webcast.cern.ch/lhcfirstphysics/

Las colisiones de hadrones (protón-antiprotón en el Tevatrón y protón-protón en el LHC) son todo lo aburridas que uno pueda imaginar que algo aburrido pueda llegar a ser.

Incluso si uno logra acelerar dos hadrones a energías altísimas, cuando uno los hace chocar entre sí es muy difícil que se produzcan colisiones realmente energéticas entre sus constituyentes.

La mayoría de la energía se la llevan el resto de los constituyentes de estas partículas,

que no colisionan de ninguna manera.

Pongamos el caso del LHC del CERN.

Los protones son como bolsas de basura.

En la colisión de dos protones, lo normal es que uno atraviese al otro sin que pase absolutamente nada.

Los protones prácticamente están vacíos.

Sus constituyentes, quarks y gluones, también llamados partones, sí son objetos “duros” y raras veces en las colisiones entre protones se observa que dos partones colisionen

(y, por supuesto, cuando lo hacen, lo hacen con una energía muy inferior a la que tenían los protones).

En estas raras ocasiones es como si una lata de cerveza de una bolsa de basura colisionara con una botella de ginebra de la otra.

Sólo entonces se observa una colisión en los detectores de partículas.

Los diferentes trozos de cristal de la botella vuelan en ciertas direcciones y los físicos de partículas se dedican a tratar de reconstruir gracias a sus detectores cual es la marca de ginebra que más le gusta al dueño de la bolsa de basura.

Protons are like bags of junk, and they are capable of flying one through the other without much happening. The quarks and gluons they contain are “hard” objects instead: it occasionally happens that a tin can inside one bag comes in a collision course with a bottle of gin contained in the other bag, and then -only then- an interesting collision takes place. Glass bits will fly away in specific directions, and we will learn something about the brands that the owner of the bag likes to drink.”

Lo peor de todo es que incluso cuando se observan colisiones entre partones, la mayoría no tienen ningún interés científico.

Se comportan como cabría esperar según la cromodinámica cuántica (QCD),

la teoría de los quarks y de los gluones.

Una teoría que ha sido estudiada experimentalmente en los últimos 30 años y que no ofrece nada interesante a los físicos de partículas de la actualidad.

De hecho, los sistemas de análisis automático de los resultados de los detectores están preparados para detectar dichas colisiones y descartarlas como colisiones que no tienen ningún tipo de interés

(los datos de dichas colisiones ni siquiera son almacenados en disco).

El LHC del CERN no se ha construido para que entendamos mejor los procesos debidos a la QCD.

El LHC del CERN se ha construido para estudiar los procesos relacionados con la ruptura de la simetría electrodébil y la posibilidad de física más allá del modelo estándar.

El problema es que los procesos electrodébiles son extremadamente raros, comparados con los procesos de la QCD, cuando se utilizan protones como proyectiles.

Se estima que sólo una colisión en cada millón involucra un bosón electrodébil (W o Z).

Para producir un solo bosón de Higgs es necesario estudiar más de 10 mil millones de colisiones de pares de protones.

Pero hay un problema añadido, los detectores del LHC del CERN no son 100% eficaces: es imposible que todos los bosones de Higgs que se produzcan sean observados.

Por ejemplo, el experimento CMS del LHC será capaz de estudiar los bosones de Higgs que se desintegren en dos bosones Z y que posteriormente se desintegren en 4 muones

(H -> ZZ -> 4 muones).

Los detectores de muones tienen un eficacia del 90%,

luego detectarán 4 muones simultáneamente sólo el 0,9^4=65% de las veces.

Como un bosón de Higgs se desintegrará en un par de bosones Z un 20% de las veces

(en el mejor caso), y un bosón Z se desintegra en un par de muones sólo un 3,3%

de las veces, el resultado es que sólo el 0,65 x 0,2 x 0,033 x 0,033,

alrededor del 0,0001 de las desintegraciones de bosones de Higgs en el LHC

será detectada en el experimento CMS.

Se necesitará producir más de 10.000 Higgs para detectar uno.

Haciendo números, para observar 1.000 bosones de Higgs y poder proclamar que dicha partícula ha sido definitivamente descubierta se requerirán

10 mil millones de desintegraciones en 4 muones,

lo que requerirá 100 mil billones de colisiones de pares de protones en el LHC del CERN.

En notación científica 10^17 colisiones.

Si recordamos que 10^17 granos de arena son suficientes para cubrir varios

cientos de kilómetros de costa.

¿Cuánto tiempo de colisiones continuas se requerirá en el LHC para alcanzar estos números?

Lo cual nos asusta.

En 7 años de colisiones, obviamente no todo el tiempo estará el LHC a pleno rendimiento, podemos estimar que habrá colisiones durantes unos 100 millones de segundos.

Para recolectar 10^17 colisiones se necesitará adquirir, digitalizar y almacenar en disco duro los datos de unos 10^17/10^8= 10^9, o mil millones de colisiones por segundo.

Algo prácticamente imposible, por lo que se han diseñado dispositivos capaces de detectar en tiempo real las colisiones interesantes y descartar el resto.

Se estima que de cada 40 millones de colisiones por segundo, menos de 300 serán consideradas interesantes y serán almacenadas en disco para su análisis posterior.

Una labor que ha requerido muchos años de trabajo de informáticos, ingenieros y científicos que hasta que la fase de pruebas de este año no se complete en su totalidad no se sabrá si logrará cumplir con todas las expectativas.

http://alquimiayciencias.blogspot.com

CERN sets date for first attempt at 7 TeV collisions in the LHC

Bande-annonce : L’expérience ALICE du LHC se prépare pour les collisions à 3.5 TeV

The LHC’s CMS experiment in preparation for the collisions at 3.5 TeV

Footage : The LHC’s CMS experiment in preparation for the collisions at 3.5 TeV

Footage : The LHC’s LHCb Experiment in preparation for the collisions at 3.5 TeV

Grid and computing center footage

http://www.youtube.com/user/portalhispano1

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