El mayor experimento de la Física CF Nº 204

CIENCIA FÁCIL Nº 204


Autora: María Cristina Chaler.


Serie reeditemos conocimientos


El mayor experimento de la física


Podríamos decir que el viejo modelo atómico asimilable a un sistema planetario es parte la historia. En la actualidad debemos pensar al átomo como un cúmulo de energías que se manifiestan como materia. En los aceleradores las colisiones violentas generan   diferentes partículas que una vez detectadas se estudian mediante complejos cálculos matemáticos. A partir de estos descubrimientos   el átomo dejó de ser lo que se pensaba y se abrieron una serie de interrogantes que aún no han sido respondidos. el Universo presenta muchos desafíos e incógnitas.

Un acelerador de partículas funciona en general con principios comunes que son:

• El vacío: Para permitir la máxima aceleración de las partículas evitando el roce o la colisión con el aire.


• El conducto de transporte: que puede ser lineal o circular


• Componentes que generan fuerzas magnéticas o eléctricas para acelerar a las partículas cargadas.

• Zona de colisión de partículas


• Sistemas de refrigeración

• Sistemas detectores


En general poseen una fuente de partículas que son aceleradas a través del conducto mediante la aplicación de campos magnéticos y eléctricos combinados.
La forma del conducto de transporte puede ser lineal o circular acorde con la trayectoria que realizan las partículas.
El primer acelerador de partículas fue el Ciclotrón construido por Ernest O. Lawrence y M. S. Livingstone en Berkeley (California, EE. UU.).

¿Qué tipo de partículas se aceleran?
Se aceleran partículas cargadas de electricidad.


• Las negativas como los electrones se pueden generar por incandescencia con alta temperatura que facilita su desprendimiento de la corteza del átomo, luego son sometidas a campos magnéticos o eléctricos para desprenderlos totalmente y así acelerarlos a altas velocidades.


• Las partículas positivas como los protones se obtiene de ionizar al átomo de hidrógeno.


• Los positrones haciendo incidir fotones sobre un material pesado como el oro o el tungsteno, proceso desprende electrones positivos o positrones.


El gran colisionador de Hadrones (protón-protón) LHC ubicado en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) (European Organization for Nuclear Research) cerca de Ginebra (Suiza) tras algunos inconvenientes técnicos, luego de un primer intento de funcionamiento a mayor potencia que el resto de los aceleradores del mundo el 3 de setiembre de 2008 y sufrió algunas averías en el sistema de enfriamiento de modo que el experimento se postergó hasta fines del año 2009 donde se pone en funcionamiento con una potencia de 1,18 TeV y cumple con el objetivo que se perseguía.


El 30 de marzo de 2010 se pone en marcha con mayor potencia (7 TeV) y se espera que luego de dos años de funcionamiento esta potencia se duplique.


Algunas cifras más que interesantes


• 25 años de construcción


• 6 000 millones de dólares de costo


• 27 kilómetros de perímetro de túnel.


• Se alcanza el 99,99% de la velocidad de la luz.


• 600 millones de choques por segundo.


• 271,5 ºC bajo cero.


• 2000 físicos trabajando.


• 34 países intervinientes.


• 500 Universidades participaron en el proyecto.


• 6000 científicos de todo el mundo.


• 80 nacionalidades diferentes.


• 8 argentinos trabajando


1. 4 de la Universidad de Buenos Aires (UBA)


2. 4 de la Universidad de la Plata (UNLP)


• 15 junio de 2009 se ratifica la colaboración de nuestro país a través del ministro de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, Dr. Lino Barañao, que firmó junto al director general del Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN), Prof. Rolf Heur, y el director del Laboratorio de Instrumentación y Control (LIC) de la Universidad Nacional de Mar del Plata (UNdMdP), Dr. Mario Benedetti, un Protocolo de Colaboración entre el gobierno de Argentina y el CERN. El acuerdo permitirá el desarrollo de equipamiento de alta tecnología para el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) y será rubricado el de junio, en el marco de la visita de la presidenta Dra. Cristina Fernández, a Ginebra, Suiza.


• 1 equipo de la Universidad Nacional de Mar del Plata (UNMDP) dirigido por el ingeniero Mario Benedetti que ha colaborado en el proyecto desde 1975, y formado por investigadores y becarios del LIC (Laboratorio de Instrumentación y Control ) comenzó desde 1988 fabricando componentes para el acelerador, ahora con la ratificación del acuerdo por el gobierno argentino colaborará en el desarrollo de nuevos componentes que tendrán como objetivo aumentar la intensidad del haz de partículas que alimentarán al LHC. El LIC también colaborará en el diseño y la construcción de dos nuevos aceleradores de partículas, el LINAC4 y el SPL.

• 3 equipos de investigadores argentinos trabajan en el proyecto del LHC:
  
  
•  6 físicos de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), dirigidos por el Ing. Carlos Christensen y la Dra. María Teresa Dova
  
  
• 1 equipo de 2 físicos de la Universidad de Buenos Aires dirigido por el Dr. Ricardo Piegaia.
  
  
• 7 ingenieros electrónicos de la UNLP del Laboratorio LEICI (1974 -1981), 15 de Mar del Plata del LIC desde 1988.
  
  
• Muchos físicos latinoamericanos de Uruguay, Chile, Brasil, y México, entre otros.


•  4 experimentos
  1. ALICE para la detección de iones pesados.
  
  
  2. ATLAS, CMS dedicados al estudio del descubrimiento de partículas elementales hasta ahora no detectadas.
  
  
  (a) 1millón de líneas de código
  
  
  (b) 1 millón de puntos de control
  
  
  (c) 150 millones de canales de detección
  
  
  (d) 1800 físicos
  
  
  (e) 34 países
  
  
  (f) 150 Institutos de investigación
  
  
  (g) 475 MCHF (Multi-Configuration Hartree-Fock) serie de programas que analizan propiedades atomicas
  
  
  (h) Ocupa el 15 % del CERN
  
  
  3. LHCb dedicado al estudio del quarks b
  
  
  • Medidas atómicas
  
  
  1. 1Angstrom = 1m/1000000 (la millonésima parte del m)
  
  
  2. 1 Fermi= 1angtrom/100000 la 100 milésima parte del ansgtrom.
  
  
  
  Es el del mayor laboratorio de investigación en Física de partículas a nivel mundial. Es un orgullo para el país participar de este monumental proyecto ya que marca y marcará un hito histórico como experimento científico.
  
  
  
  El avance en el conocimiento es bueno para darnos cuenta de nuestra pequeñez frente a la inmensidad universal.