Hace 5 años | Por gonas a naukas.com
Publicado hace 5 años por gonas a naukas.com

El futuro del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), en el CERN, ya es presente. El pasado 15 de Junio se dio el pistoletazo de salida a las obras de mejora del LHC que durarán hasta el año 2026. Momento en el que verá la luz, y nunca mejor dicho, el High Luminosity LHC (HL-LHC), que proporcionará diez veces más datos de los que haya recogido el LHC hasta la fecha.

Comentarios

F

#2 No se de donde se sacaron esas ideas. Los rayos cósmicos puede llegar a los 10^18 eV y no pasa nada ¿por que realizar colisiones con 10^12 eV va a destruir la Tierra?

D

#4 Oye, que yo no digo que sea verdad. Esa versión se basaba en que en la colisión se podían generar algo así como minúsculos agujeros negros porque la masa/energía se concentraba en un espacio muy pequeño. Creo que la solución estaba en que, aunque se pudiesen formar, no prosperaban. O quizá directamente no era posible que se formasen.

pawer13

#5 había una hipótesis que decía que se podían crear agujeros negros, pero si eso era cierto entonces se confirmaría que se crean miles de ellos cada segundo en las capas altas de la atmósfera... Y no pasa nada

D

#7 Pues sí.

D

#7 No, el LHC o puede crear un agujero negro, ni siquiera un megahipersupergigatera-LHC podria crear un agujero negro.

Y aunque crease un nano agujero negro, el universo tiene un sistema de autoproteccion en forma de Radiacion de Hawkings. Es decir, que aun creando un nano agujero negro, este desapareceria cuasi inmediatamente.

Y para todo lo demas, fisica pa dummies lol

Conde_Lito

#1 A este paso mejor que construyan un SuperMegaHyperLHC que te cagas.

tnt80

#14 Más o menos lol . Te intento explicar, aunque te advierto que sólo un curioso sobre el tema, por lo que lo que yo te diga, has de tomarlo con mucho cuidado.

Digamos que quieres saber cómo están hechas las partículas subatómicas, pues tienes un problema, a partir de cierto nivel se comportan como "un todo" aunque sepas que están hechas de otras cosas ¿cómo lo solucionas? haciendo el equivalente a "ingeniería inversa". En la ingeniería inversa desmontas algo para ver como funciona, pues los colisionadores de partículas hacen lo mismo, pero la única forma de lograrlo, es haciéndolas pedazos, y mirando al detalle qué pedazos obtienes.

En un Crash test sólo te importa cómo se comporta el coche, no tanto en cuantas y qué piezas se separa, pero en el caso de los aceleradores de partículas es justo al contrario, lo que más les importa son "las piezas" (partículas) en las que se separan las partículas más grandes.

De la misma forma, cuanto más grande es el choque, en más "piezas" se separa una partícula, y para conseguir eso se necesita chocarlas a cada vez mayores velocidades, como acelerar eso se hace con campos magnéticos, y por las leyes de la física, cuanto más pequeño es el colisionador, más han de corregir el rumbo de las partículas a colisionar para que forme un circuito, y por tanto más energía se gasta, por lo que, para ahorrar energía, y poder aprovecharla mejor, con lo que sale más a cuenta llegar a niveles de energía mayores, se construyen cada vez más grandes.

Con la mejora que le van a instalar (no sé decirte en qué consiste, tampoco yo lo tengo claro), se supone que podrán ver las colisiones con un detalle aún mayor, y por tanto obtener más datos.

Samu__

Os resumo con pocas palabras: "como no es posible construir a precio razonable un acelerador que colisione con una energía mayor a los 14 TeV del LHC (la relatividad se encarga de ello), vamos a modificar el LHC para que colisionen más partículas por unidad de tiempo (luminosidad) a esta misma energía de 14 TeV".

El hecho es que cada colisión individual en el LHC supone un "lanzamiento de dados" cuántico donde dos particulas chocan y se convierten en n partículas distintas (cada una con cierta energía cinética). Pero ese "lanzamiento de dados" no es en absoluto aleatorio, sino que está sujeto a la conservación de varias cantidades (la energía inicial y final deben ser igual, la cantidad de momento lineal y angular también, la cantidad de carga eléctrica también, etc.) y también depende de la dinámica descrita por el modelo estándar. Si, por ejemplo, en el momento del choque tenemos dos partículas con cierta energía cinética y cierta energía en forma de masa en reposo, como resultado del choque se pueden producir n partículas, pero siempre y cuando sus energías y momentos (y carga eléctrica, etc.) sumen la misma cantidad que poseían las dos partículas iniciales. El "lanzamiento del dado" supone en realidad que la Naturaleza va a "elegir" de manera aleatoria por entre esa distribución de probabilidad que constituyen los procesos que cumplen esas restricciones de simetría.

Para aclarar: si chocan dos partículas de energía total X; la probabilidad de que se "transformen" en n partículas que sumen una energía total != X es igual a 0. Ya luego, de entre todos los procesos que están permitidos por las leyes de conservación (en este ejemplo, de entre todos los procesos que acaban con n partículas que suman una energía total X), la naturaleza "conforma" una distribución de probabilidad que depende de muchos factores enmarcados dentro del modelo estándar de partículas (y que se simbolizan visualmente en los diagramas de Feynman). Es decir, que todo lo que está permitido (todo lo que cumple las leyes de conservación) puede ocurrir, pero existen unas normas "matemáticas" que dictan qué es más probable que ocurra de entre todo lo posible.

Ahora bien, en el LHC hay 14 TeV de energía disponible, y eso abre un gran abanico de posibilidades de "ver" aparecer partículas con gran masa que sería casi imposible de ver con energías menores. Cuanto más masiva es una partícula, por ejemplo, más energía es necesaria para que todas las leyes de la conservación se ajusten al mismo tiempo que aparece en la realidad esa partícula de gran masa. El bosón de Higgs, por ejemplo, se ha descubierto que posee una masa aproximada de 125 GeV. Es decir, que en principio con un acelerador de colisiones de, pongamos, 200 GeV habría sido en teoría posible descubrir el Higgs...pero la probabilidad era muy baja. Se habría requerido la enorme suerte de que de entre la casi infinidad de alternativas posibles, la naturaleza eligiese transformar los 200 GeV en un bosón de Higgs con una energía cinética de exactamente 75 GeV (este ejemplo no es para nada formalmente exacto pero es un símil para dar una idea)...pero hay tantas cosas que se pueden hacer con esos 200 GeV que el hecho de transformar casi toda la energía en 1 sóla partícula con unas propiedades de movimiento tan concretas era casi nula.

¿La solución? Colisionar a mucha más energía (14 TeV, por ejemplo) de modo que la naturaleza tenga más energía con la que "jugar" de modo que pueda crear n partículas distintas una de las cuales fuese un Higgs.

Pero hay un problema. A parte del Higgs, el LHC no ha descubierto ninguna otra nueva partícula a energía cercanas (cosa fundamental para la teoría más prometedora capaz de llevar más allá del modelo estándar: la supersimetría). La supersimetría (y cualquier otra teoría que pretenda completar el modelo estándar) necesita del descubrimiento de nuevas partículas, pero ya a estas alturas parece claro que el LHC no posee las características necesarias para que la probabilidad de descubrir algo "nuevo" sea lo suficientemente alta para no tener que estar más de 1000 años experimentando hasta que "algo" nuevo pase por casualidad.

¿Solución? Lo mejor sería construir un acelerador que colsionase a energías de pongamos 100 TeV o todavía más. Pero ya los hadrones del LHC van a una velocidad muy cercana a la de la luz 0.99997 aprox., y llegar a 100 TeV podría suponer acelerar las partículas a algo así como 0.9999997 (un orden o dos de magnitud más -las cifras que doy son aproximaciones-). Sin embargo, la relatividad especial implica que conforme un objeto acelera, cada vez cuesta más trabajo (energía) acelerarlo. De modo que llegar a 100 TeV supondría un coste de recursos (dinero y tiempo) que escapa a cualquier intento serio (ni siquiera internacional). De modo que se ha optado por otra alternativa: en vez de aumentar la energía de colisión...vamos a aumentar la tasa de colisiones. A más colisiones, más probable es "ver" algo improbable.

¿Tendrá éxito el HL-LHC? Pues depende de cuán improbable sea "ver" algo más allá del modelo estándar dentro del rango de energías de los 14 TeV. Por ejemplo, en el supuesto caso de que la partícula supersimétrica menos masiva estuviese rondando 1 TeV (por poner un ejemplo), el HL-LHC posiblemente no sería capaz de detectar un evento fortuito que de lugar a tal partícula partiendo de los 14 TeV ni en mil años de experimentos. Es decir, que el HL-LHC sólo tendrá éxito si la nueva física no se encuentra muy lejos de los 500 GeV (siempre datos aproximados). En caso contrario serán unos cuantos miles de millones de euros tirados a la basura.

sxentinel

#15 y sin embargo funcione o no esos miles de millones traerán una revolución en la velocidad de procesamiento y transmisión de datos, además de una mejor comprensión de la física y nuevos materiales....

Samu__

#18 Mejor comprensión de la física no tiene por qué. Nuevos materiales pues tampoco parece que vaya a influir la luminosidad en ello. Y la revolución en la velocidad de procesamiento (o almacenamiento) pueden venir de otras ramas más prometedoras (por ejemplo el machine learning y el big data).

m

¿Y tanta luminosidad no producirá contaminación lumínica? ¿Qué opinan los seres de luz de todo esto?

En otro orden de cosas, lo del cangrejo me parece curioso. ¿No colisionaban bien los paquetes como iban antes? Se supone que las zonas delanteras coincidirían sin necesidad de giro... ¿no? Lo único que chocarían antes que la zona central, pero en el mismo punto. Me imagino que sea algo más complejo que lo que sale en el dibujo.

M

#3 la "contaminación lumínica" se puede "borrar" de los datos, usando blancos patrón. No es problema.

Eso sí, que estudien la sección eficaz de interacción neutrón-neutrón, que estoy harta de que se siga usando el valor teórico (y por tanto, "consensuado" en una reunión). En uno de los últimos congresos que fui, me dijeron "bah, que lo haga alguien de aquí a 40-100 años, que no le importe arriesgar su carrera profesional. Nosotros tenemos que publicar".

m

#21: Por "contaminación lumínica" me refería a lo que salía en este capítulo de los Simpson:



De todas formas lo que dices es interesante, anda que como hayan supuesto ese valor mal... lo llevamos claro.

EauDeMeLancomes

Maravilloso. Que seamos capaces de hacer algo así, en conjunto, ¡pura ciencia! Me gustaría saber cómo le han vendido la idea a los políticos de turno...

curaca

#8 Porque es una ciencia de grandes infraestructuras. Lo que los políticos son más reacios a financiar es aquella investigación de "hormiguita" aquella que se hace en un laboratorio con microscopio, pipetas y placas de petri, eso no vende. Pero ir a poner la primera piedra de un super acelerador de partículas les encanta, se le hace el culo pepsi cola.

correcorrecorre

Aún a día de hoy no tengo ni idea de que cojones hace el colisionador de hadrones ni para qué sirve. Si alguien pudiera hacerme ver la luz lo agradecería, con palabras corrientes si puede ser.

tio_grande

#11 Acelera partículas a grandes velocidades para hacerlas chocar a altas energías, dando lugar a nuevas partículas.
Desarrollar un colisionador implica llevar la tecnología actual a nuevos límites, generando progreso tecnológico.
Descubrir nuevas partículas elementales nos ayuda a entender mejor los modelos básicos sobre cómo funciona el universo. Y a largo plazo esto podría tener aplicaciones imprevistas. Piensa que la mayor parte de la tecnología actual se basa en última instancia en descubrimientos de física de partículas.

correcorrecorre

#13 En resumidas cuentas un Crash test como el de los coches pero con partículas subatómicas, ¿No?

ramon_lopez

Joder por el titular pensaba que habían conseguido traer una piedra del futuro o hacerla avanzar en el tiempo, estos del CERN son más vendecamisetas que la NASA

pedrobz

#6 Hombre, la piedra si que han conseguido hacerla avanzar en el tiempo