El LHC arranca de nuevo

Dos investigadoras del CSIC, al frente de la construcción de partes esenciales de dos de los cuatro detectores del LHC, comentan sus primeros momentos de funcionamiento

El Gran Colisionador de Hadrones, LHC por sus siglas en inglés (Large Hadron Collider), construido a 100 metros de profundidad en las instalaciones del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), en la frontera entre Suiza y Francia, comenzó a funcionar de nuevo el pasado viernes, 20 de noviembre. Tras la avería de 2008, este es el primer paso para lograr que el mayor acelerador de partículas del mundo, de 27 kilómetros de circunferencia, realice en 2010 colisiones de partículas con la energía más alta jamás conseguida.

Se espera que el LHC acelere protones hasta velocidades próximas a las de la luz, con el objetivo de ofrecer nueva información para la comprensión de la naturaleza y el origen del Universo y ayudar a desvelar los grandes enigmas aún por resolver de la física moderna. El gran acelerador podrá recrear las condiciones que tenía el universo primitivo una fracción de segundo después del Big-Bang.

El próximo hito importante serán las colisiones a baja energía, a unos 450 GeV (gigaelectronvoltios), lo que se espera que suceda en alrededor de una semana. Los datos proporcionados por estas colisiones permitirán realizar el complejo trabajo de calibración de sus detectores. Será en 2010 cuando el acelerador alcanzará una energía de colisión de 7.000 GeV, necesaria para realizar la búsqueda de las diferentes partículas que se espera descubrir, como el bosón de Higgs, la única partícula del modelo estándar que no ha sido observada hasta el momento, por lo que es conocida también como la partícula maldita.

Tanto el Instituto de Física Corpuscular, centro mixto del Consejo y la Universidad de Valencia, y el Instituto de Física de Cantabria, centro mixto del CSIC y la Universidad de Cantabria, han desempañado una importante labor en el desarrollo y construcción de partes esenciales de dos de los cuatro grandes detectores que se han ubicado en cuatro puntos del anillo del LHC: ATLAS y CMS. Ambos están registrando satisfactoriamente las primeras señales del paso de los haces. Su objetivo es registrar los detalles de las colisiones de los dos haces de protones, que viajarán en direcciones opuestas y que se harán chocar frontalmente. Se trata de asegurar que cualquier nuevo proceso físico o cualquier nueva partícula producida en el LHC sea detectada y sus propiedades medidas.

La vicedirectora del Instituto de Física Corpuscular, en Valencia, y responsable del grupo que trabaja desde este centro en ATLAS, Carmen García, evalúa el año de parada y la puesta en marcha del colisionador: “Este año de parada del LHC ha servido para entender mejor los detectores y prepararlos para la toma de datos. El pasado viernes ATLAS recogió los primeros datos cuando se hizo chocar el haz del LHC contra un colimador anterior al detector, y de esta forma se produjeron ‘chorros’ de partículas que han inundado todo el detector”.

“Los primeros datos son muy valiosos, nos han permitido realizar los últimos ajustes del detector y comprobar que la selección, adquisición y distribución de los datos funciona correctamente. Todo ello a la espera de las primeras colisiones”, añade la investigadora del CSIC.

VALORACIONES DESDE EL COLISIONADOR
Por su parte, la investigadora en el Instituto de Física de Cantabria y catedrática de Física Atómica, Molecular y Nuclear Teresa Rodrigo, que coordina el sistema de alineamiento de CMS, comenta desde la sala de control del experimento, sobre el túnel del acelerador: “Tanto los detectores como los monitores de haz de CMS están operando de forma extraordinaria. La sincronización de los haces del LHC es muy buena y esto se aprecia también en nuestros sistemas. La cadena completa de toma de datos, monitorización y análisis de calidad de estos datos está desde hace unas semanas trabajando de forma continua. El ánimo estos días esta muy alto, con la expectación ya puesta en las anunciadas colisiones”.

Los institutos del CSIC han tenido también una importante contribución al desarrollo de la plataforma informática GRID, una especie de red inteligente que conecta potentes ordenadores de todo el mundo con el objetivo de poder analizar la gran cantidad de datos que serán generados por el LHC. En concreto, el instituto valenciano ha contribuido significativamente en el desarrollo del detector ATLAS. En este centro se ha construido una fracción significativa de los subdetectores TiCal (calorímetro hadrónico) y el SCT (detector de trazas de silicio), en el que también ha participado el Instituto de Microelectrónica de Barcelona del CSIC. Por su parte, el instituto cántabro se ha responsabilizado del alineamiento global del detector CMS, en colaboración con el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas y la Universidad de Oviedo.

Asimismo, el CSIC gestionará la contribución de la comunidad científica española involucrada en el LHC a través del proyecto Consolider CPAN (Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear) financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación y en el que participan 26 instituciones repartidas por toda la geografía española. El proyecto permitirá la necesaria coordinación de esfuerzos, recursos humanos e infraestructuras que garanticen el éxito de la participación de nuestro país en el LHC.

TRAS UN AÑO DE PARADA

El LHC arrancó el 10 de septiembre de 2008, pero sufrió una avería nueve días después. El fallo de un tipo de conexiones eléctricas provocó graves daños y el CERN ha invertido algo más de un año en la reparación y consolidación de los componentes de esta compleja máquina, para asegurar que no se repita un incidente similar.

La nueva puesta en marcha del LHC arrancó el pasado verano, y desde entonces se han ido completando con éxito las etapas previstas. El LHC alcanzó el 8 de octubre su temperatura de funcionamiento, inferior a dos grados Kelvin, es decir -271 grados Celsius. Se inyectaron las primeras partículas el 23 de octubre, y el primer haz circuló a lo largo de tres de los sectores de la máquina, el pasado 7 de noviembre, dos pasos importantes antes de que el pasado viernes, 20 de noviembre, se lograra restablecer la circulación de los haces en todo el acelerador.

Sede del IFCA.

 

Teresa Rodrigo, en el CERN.

 

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