TODO SOBRE EL LHC

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Gran Colisionador de Hadrones

¿Qué es?

El LHC es el acelerador de partículas más grande jamás construido por el hombre.
Está situado en Ginebra, concretamente en la frontera franco-suiza, en un túnel que se encuentra a 100 metros bajo tierra.

¿Acelerador de partículas?

Es un instrumento (en este caso con forma de anillo) en el cual se aceleran, mediante campos magnéticos, partículas : protones (son un tipo de hadrón) en direcciones opuestas para hacerlas colisionar.En estas colisiones de altísima energía, aparecen por instantes muy breves las partículas subatómicas que son estudiadas por los científicos. En el lugar donde colisionan las partículas –parte del anillo llamada “Atlas”, se va a producir una cantidad de información que equivaldrá a 10.000 enciclopedias británicas por segundo.

"La partícula de Dios"

Con este acelerador, los científicos buscan, entre otras cosas, encontrar el Bosón de Higgs o “partícula de Dios”: la única partícula predicha por el modelo estándar nunca observada.Ésta sería la responsable de conferir masa a toda la materia.De encontrarse sería una confirmación experimental de la validez de dicha teoría.Hace mucho que podemos medir la masa… pero todavía no sabemos qué es o porqué existe. Estas son unas de las preguntas que puede responder el millonario proyecto LHC.

¿Cómo funciona?

*Primera etapa: dentro del LHC, todo comienza con simple tubo de gas comprimido (hidrógeno), que es inyectado en una cámara donde se le extraen los electrones para dejar los núcleos al desnudo (protones). Como los protones poseen una carga eléctrica determinada (positiva), pueden ser desplazados mediante un campo magnético que tenga la misma carga. Son acelerados hasta un tercio de la velocidad de la luz.

*Segunda etapa:el resto de la aceleración no se produce en un camino lineal, si no circular, donde los protones serán repetidamente empujados; siendo primero divididos en 4 grupos y luego recombinados a la salida de esta etapa, con una velocidad de 91,6% de la velocidad de la luz.

*Tercera etapa:luego los protones ingresan a otro anillo de más de 600 metros de diámetro que los llevará hasta un 99,9% de la velocidad de la luz, conocido como "punto de transición". En este punto, los protones ya no pueden alcanzar más velocidad (es la velocidad límite de nuestro Universo), pero como se los sigue acelerando (se les añade energía), lo compensan expandiendo su masa (se hacen más pesados). La energía que poseen ahora los protones es de decenas de miles de millones de veces mayor a la normal, y su peso unas 25 veces superior.

*Cuarta etapa: otro anillo, esta vez de 7 kilómetros de circunsferencia, recibe los protones para elevar su energía aún más: 450 GeV (Giga-ElectronVoltios), de una forma similar a la de la etapa anterior.

*Quinta etapa:este anillo es de 27km, y su función es mucho más compleja que las de los anteriores. Está dividido en dos partes, como una avenida, donde los protones viajan en direcciones opuestas, pero sin tocarse. Con esto se logra que la fuerza de la colisión, llegado su momento, sea doble. Pero antes de eso, estarán girando y siendo cuidadosamente sincronizados con nuevos haces provenientes de las etapas anteriores durante media hora, hasta que haya en circulación 2.800 grupos de protones.

Finalmente, los electroimanes que dirigen los haces los llevan a un curso de colisión. La energía de colisión liberada por sólo dos protones que colisionan es de 14 TeV, proceso que se supone es similar al del Big Bang.



Peligro del LHC

Dos científicos (el estadounidense Walter Wagner y el español Luis Sancho) denunciaron ante un tribunal de Hawaii al CERN(Centro Europeo de Investigaciones Nucleares) y al Gobierno de Estados Unidos, afirmando que existe la posibilidad de que su funcionamiento desencadene procesos que, según ellos, serían capaces de provocar la destrucción no sólo de la Tierra sino incluso del Universo entero. Sin embargo su postura es rechazada por la comunidad científica, ya que carece de cualquier respaldo matemático que la apoye.

Frente a ello, se han realizado estudios en el CERN e incluso por organismos independientes para garantizar que nada de esto ocurra. Según los mismos, las energías utilizadas en el LHC no son suficientes para generar los micro agujeros negros. Y aún de formarse, los mismos desaparecerían casi instantaneamente debido a lo que se conoce como Radiación de Hawking.Según algunos el riesgo existe, pero la probabilidad es menor que la de que un meteorito termine con nuestra especie.Según otros, el riesgo sería mucho menor aún: de 1 en 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000!

En el propio reporte sobre la seguridad del LHC se puede leer:“El LHC reproduce en el laboratorio, bajo condiciones controladas, colisiones a energías menores a las alcanzadas en la atmósfera por algunos rayos cósmicos que han estado bombardeando la Tierra por billones de años.”

02 diciembre, 2008

Expertos de la Academia de las Ciencias analizarán varios temas de actualidad


Los científicos disertarán sobre el cerebro y el placer, la era del LHC y los métodos matemáticos de la Astronomía y la Cosmología.

¿Por qué nos gustan determinados alimentos y detestamos otros? ¿Cómo se producen las sensaciones placenteras? ¿De dónde surge la drogadicción? Estas y otras preguntas, cada vez más cuestionadas por la moderna neurociencia, serán explicadas con rigor científico por Carlos Belmonte Martínez, doctor en Medicina, catedrático en Fisiología y ex director del Instituto de Neurociencias de Alicante.
Para escucharle y salir de dudas habrá que esperar hasta el mes de enero, en el marco de una de las tres jornadas organizadas al amparo del programa ‘Ciencia en la Ciudad’ que organiza el Ayuntamiento y que se sumará a las actividades de los ‘Martes Científicos’. Será entonces cuando Belmonte resuelva algunos misterios que habitualmente el ciudadano no se plantea en su vida cotidiana, pero que en el mundo científico ya tienen una respuesta.
De hecho, según el ponente, estos nuevos conocimientos «abren vías insospechadas para entender el placer y deseablemente, en un futuro no lejano, para prevenir los trastornos causados por la administración de sustancias que buscan evocarlo artificialmente».
Junto a Belmonte, otros dos expertos de reconocido prestigio y pertenecientes a la Real Academia Española de las Ciencias, disertarán en la ciudad sobre temas de actualidad. El primero en hacerlo, el próximo martes día 2, será Manuel Aguilar, doctor en Ciencias Físicas. Bajo el título ‘Empieza la era del LHC’, el académico despejará las dudas existentes sobre el renombrado acelerador de partículas LHC, del Centro Europeo de Investigación Nuclear, con sede en Suiza. Hasta ahora, su estudio ha sido vital para producir grandes en nuestra vida diaria, incorporando la televisión o los instrumentos de imagen médica.
Por último, y también durante el mes de enero, Darío Maravall Casesnoves, doctor en Ciencias Matemáticas, hablará sobre ‘Los métodos matemáticos de la Astronomía y de la Cosmología’, incidiendo en la importancia de la observación y el cálculo para su progreso y desarrollo. Desde la perspectiva del experto, el progreso «ha sido enorme, tanto en la adquisición de nuevos conocimientos como en la confirmación de antiguas teorías»

Tomado de http://www.diariodeburgos.es/noticia.cfm/Miranda/20081128/expertos/academia/ciencias/analizaran/varios/temas/actualidad/E0A2B3CF-1A64-968D-59E25B98F9D0F8E5; 3 de diciembre de 2008.

26 noviembre, 2008

George Smoot cree que el colisionador LHC, es una oportunidad para mejorar la información del Universo




El Premio Nobel de Física 2006 George F. Smoot dijo hoy en Murcia que en la próxima primavera de 2009 en que comience a funcionar el Gran Colisonador de Hadrones (LHC) cerca de Ginebra se tendrá una oportunidad única de recabar más información acerca de lo que es el Universo.

Smoot, que viajó a Murcia para ofrecer una conferencia sobre el origen del Universo, indicó que le parece 'muy interesante' el LHC sobre todo porque será una oportunidad 'para que la microciencia y la macrociencia se den la mano y aporten nueva información sobre lo que es el universo'.

George Smoot, junto a John C. Matter, obtuvo el Premio Nobel en 2006 por el estudio de la radiación de fondo de microondas mediante el satélite artificial COBE demostrando que poco después del Big Bang existían en el Universo irregularidades que fueron las semillas de la posterior formación de las galaxias.

Recordó que la Galaxia hubo un tiempo que era mas pequeña que un pixel y que todo estaba concentrado, y que en un momento dado surgió una fluctuación en la energía que dio origen como semilla a la formación de galaxias como la nuestra.

Respecto a si el Universo seguirá expandiéndose siempre o invertirá su curso y terminará por colapsarse, el astrofísico norteamericano se expande cada vez mas rápido desde hace dos mil años, y que hace diez años se sorprendieron al descubrir que el universo no solo se expandía, sino que incluso se frenaría y empezaría a encogerse.

En este sentido, ironizó con que en España no deben preocuparse por este futuro del Universo, ya que posee este país un futuro brillante, y especialmente en esta zona del Mediterránea donde, según opinó, la gente no se deprime ante estos resultados de expansión o destino del universo, puesto que los habitantes del Mediterráneo se toman con humor y filosofía la vida.

Del método empleado para conocer el origen del universo, explicó que se hace utilizando detectores muy precisos y aprovechan la luz en el espectro de microondas que ha estado viajando durante millones de años por el espacio.

Señaló así mismo que gracias a que el Universo es tan grande, esa luz ha podido estar viajando desde los orígenes, y que todavía está llegando y se puede mirar, como cuando un telescopio mira a la luz de que proviene de otras galaxias, de la misma manera con detectores que observan microondas se puede detectar esa luz desde el origen.

Explicó que es como ver una fotografía del pasado, y así grandes telescopios ven la luz de galaxias cercanas que tardan en llegar a la Tierra entre dos y diez millones de años.

Preguntado acerca de su opinión del Cambio Climático, respondió que la actividad del ser humano es gran parte la causa del problema y que deberán darse pasos para aminorar su efecto y reducir el posible impacto que tendrá en el futuro.

De la falta de vocaciones científicas, apuntó que ocurren en el mundo Occidental, pero no así en Asia, donde se están incrementando, y advirtió de la necesidad de mayores vocaciones para que pueda mantenerse la evolución del bienestar social y poder obtener mayores logros.

De igual modo, remarcó la necesidad de incrementar la inversión en astrofísica, ya que, como recordó, las inversiones que se hicieron en el electrón han sido amortizadas con creces a medio plazo con la cantidad de tecnologías asociadas que han revertido en el bienestar general.

En 'Arrugas en el tiempo' cuenta lo que tuvo que hacer para lograr que la NASA lanzara el COBE y los resultados obtenidos, y señaló que actualmente trabaja con detectores más sofisticados para conocer cómo se formaron las galaxias mediante la observación de explosiones estelares o supernovas.

Smoot abrió hoy en la universidad de Murcia unas Jornadas de Astronomía y Astrofísica que se prolongarán hasta el 2 de diciembre y que han sido organizadas por el Vicerrectorado de Extensión Universitaria, que dirige el profesor Francisco Guillermo Díaz.

Tomado de http://actualidad.terra.es/ciencia/articulo/george-smoot-lhc-universo-2911447.htm; 26 de noviembre de 2008.

24 noviembre, 2008

Minimizan posibilidad de que Gran Colisionador genere agujero negro.



México, 22 Nov (Notimex).- La probabilidad de que el acelerador de partículas Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) forme un microagujero negro es de apenas uno por ciento, señaló el investigador Salvador Carrillo Moreno, de la Universidad Iberoamericana.
En un comunicado, el experto del Departamento de Física y Matemáticas añadió que es inexistente la posibilidad de que un agujero generado por ese aparato se “coma” a la Tierra, pues desaparecería rápidamente.
Explicó que en el LHC se acelerarán a 99.999991 por ciento de la velocidad de la luz dos protones que viajarán en sentidos opuestos para hacerlos chocar, cuando alcanzarán 100 mil veces la temperatura del núcleo del Sol y la energía de 400 trenes que viajen a 150 kilómetros por hora.
Con el choque a tal velocidad y por su tamaño tan pequeño, los protones tendrán la energía suficiente para en ese momento crear un microagujero negro que tendrá “una especie de vida media” que le permitirá viajar un poco dentro del LHC antes de desintegrarse a consecuencia de liberar la energía que contenga.
Precisó que a este tipo de agujeros ubicados en el espacio sideral se les llamó negros al pensar que no emitían materia o energía -incluida la luz-, y siempre crecían al absorber éstas, hasta que el físico inglés Stephen Hawking aseveró que sí pierden masa al expedir partículas, fenómeno que se denominó Radiación de Hawking.
Entre menor sea el tamaño del agujero negro se reduce su capacidad absorbente y aumenta tanto la radiación en tan poco tiempo que a una microescala terminará por desintegrarse con una explosión de partículas y materia, indicó.
De crearse ese microagujero negro en el LHC se tendría la posibilidad de medirlo y el primero que haga este descubrimiento seguramente ganará el Premio Nobel, aseveró.
Dijo que además de la posible creación de un agujero negro en el LHC, otras cosas que se pretenden encontrar en el Gran Colisionador de Hadrones son dimensiones extra, partículas e interacciones nuevas.
Pueden encontrarse hasta ocho dimensiones más en el universo, las cuales no son tan parecidas como las tres que conocemos, sino que se enroscan alrededor de éstas. Ello llevaría a repensar los conceptos de espacio y tiempo, de ese espacio tridimensional que los físicos llaman brana, puntualizó.

Tomado de http://senderodelpeje.com/sdp/contenido/2008/11/22/80529; 24 de noviembre de 2008.

El LHC y los agujeros negros...


Técnicamente, responden a lo que se llama una singularidad del espacio-tiempo, es decir, son lugares en donde la materia, el espacio y el tiempo colapsan. Es un objeto estelar en donde la materia está tan comprimida, es tan densa, como toda la masa de la Tierra apretada en la cabeza de un alfiler. Por efecto de la atracción gravitatoria que se genera ni los propios rayos de luz son capaces de escapar. En consecuencia vemos una especie de agujero sin luz, al que llamamos “agujero negro”.

El agujero negro es el resultado del último estadio de la vida de ciertas estrellas. A partir de una cierta masa, cuando el combustible nuclear de la estrella se acaba, las reacciones termonucleares no pueden impedir que la fuerza de la gravedad atraiga toda la materia de la estrella hacia el centro de la misma.

En las proximidades del llamado horizonte de sucesos del agujero, el lugar donde la materia conoce el último estadio antes de ser engullida, la distorsión del espacio y del tiempo es de tal calibre que una nave espacial que se encontrara allí la veríamos como suspendida, quieta, en reposo mientras que los tripulantes de la misma estarían experimentando una caída a gran velocidad hacia el abismo negro. Su tiempo y el nuestro quedan disociados debido al desmesurado efecto de la gravedad en las proximidades del agujero. El espacio queda también terriblemente distorsionado por un efecto brutal de marea: a pequeñas distancias la fuerza de atracción es extremadamente variable, de modo que una barra de hierro se estiraría como un chicle. Allí prolifera la llamada materia exótica capaz de desencadenar una especie de minúsculos túneles en el espacio tiempo que son no menos interesantes que los agujeros negros. Esos túneles son llamados “agujeros de gusano” y son capaces, al menos en teoría, de comunicar dos lugares distantes en el espacio y en el tiempo. Su estabilidad y tamaño vienen determinados por la cantidad de materia exótica que les aportemos y son la respuesta hipotética a los viajes interestelares a galaxias que se encuentren a millones de años-luz de nosotros.

¿Acaso se pierde la información en un agujero negro ?

Si bien es cierto, cuando algo cae en un agujero negro desaparece para siempre a nuestros ojos y, hasta hace poco, se pensaba que era imposible recuperar la información codificada en las propiedades de los átomos que lo constituían. Sin embargo, se ha demostrado que la estructura matemática de la mecánica cuántica garantiza la conservación de la energía y la reversibilidad. Esta se perdería si desapareciera la información y llevaría a la generación de inmensas cantidades de energía ( Thomas Banks, Michael Peskin y Leonard Susskind en la Universidad de Stanford en 1980) .

En la creación de un agujero negro se reúne tanta masa y energía en un punto tan pequeño que las fuerzas gravitatorias hacen que se derrumben bajo su propio peso. La materia se comprime hasta ocupar una región inmensamente pequeña, o singularidad, con densidad infinita. Esta singularidad se halla rodeada de una superficie llamada horizonte de sucesos, cuya magnitud depende de la masa del agujero negro( esta superficie cubre la singularidad evitando lo que Penrose-Hawking llamaban singularidad desnuda). Jacob D. Bekenstein halló que la entropía (medida del desorden que se mide como el logaritmo del número de estados posibles del sistema y cuantifica su capacidad de portar información) de un agujero negro era proporcional al área de su horizonte, no a su volumen( Stephen W. Hawking desarrolló la fórmula precisa).

Finalmente, los estudios matemáticos efectuados explican que el horizonte estaría formado por una maraña gigantesca de cuerdas que codifican toda la información de la materia caída. Esta información es luego radiada, muy lentamente, al exterior por la llamada radiación cuántica de Hawking .


Tomado de: http://labellateoria.blogspot.com/search/label/agujero%20negro; 24 de noviembre 2008

23 noviembre, 2008

No solo del LHC vivirá la física


El acelerador de Ginebra seguirá parado hasta el verano, pero otros detectores buscarán material para la física de partículas.

El mayor experimento de la historia, el acelerador que iba a desenmarañar el rompecabezas de la naturaleza de la materia, no volverá a la vida hasta el verano que viene. Los responsables del colisionador de partículas LHC lo anunciaban ayer, y calculaban que arreglar la avería que obligó a detenerlo costará al menos 16 millones de euros.

Las noticias que han llegado en las últimas semanas desde el CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas), en Ginebra, no han sido precisamente motivo de celebración para la física. Sin embargo, junto a las puertas que –por ahora– se cierran, comienzan a abrirse otras. En las próximas semanas, también en el CERN, se completará la construcción de una gran máquina científica que intentará responder a varias de las preguntas fundamentales en física.

El Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) es un experimento destinado a convertirse en la justificación científica de la Estación Espacial Internacional (EEI). Con 7 toneladas y un imán superconductor de 0,86 Tesla (17.000 veces más potente que el campo magnético terrestre), el artefacto aprovechará la estación orbital como base privilegiada para estudiar los rayos cósmicos. El campo magnético de AMS interrogará a esas partículas cargadas que viajan por el espacio curvándolas y ellas, si hay suerte, confesarán proporcionando información que comience a desentrañar misterios como la ausencia de antimateria en el espacio.

La teoría física afirma que del estallido del Big Bang surgió la misma cantidad de materia que de antimateria, elementos antitéticos que se aniquilaban mutuamente con solo tocarse. Sin embargo, la materia ganó finalmente la partida y permitió la existencia del universo que conocemos. Pero aún no se sabe por qué...
“Queremos saber hasta qué punto no existe antimateria”, explica Javier Berdugo, jefe de la división de astrofísica de partículas del CIEMAT, uno de los dos centros españoles que participan en el proyecto. “Se intentan poner límites. Hasta ahora, se sabe que en un millón de átomos de helio observados no existe ningún antihelio, y se quiere ajustar aún más para ver si la asimetría es total”, continúa. El improbable descubrimiento de átomos pesados de antimateria sugeriría la inquietante existencia de antigalaxias y antisoles.

Tomado de http://www.publico.es/ciencias/175140/lhc/vivira/fisica; 23 de noviembre de 2008.