LHC - QUIMICA-INGENIERIAENERGIA

El Gran Colisionador de Hadrones es un acelerador de partículas perteneciente a
la Organización Europea para la Investigación Nuclear, ubicado cerca de Ginebra,
concretamente en la frontera franco-suiza.
El presupuesto inicial del Gran Colisionador de Hadrones o también conocido
como LHC (siglas de Large Hadron Collider) fue de 1.700 millones de euros en 1.995
junto con otros 140 millones destinados a experimentos, tras sucesivos aumentos año
tras año, en la actualidad se estima que su precio podría oscilar entre los 3.500 y los
6.500 millones de euros.
En su construcción participaron aproximadamente unos 2.000 físicos de 34
países diferentes y cientos de universidades y laboratorios de todo el mundo.
La intención de los científicos que lo crearon fue la de hacer colisionar haces de
hadrones (protones) de hasta un máximo de 7 TeV de energía con el objetivo de
examinar los límites del Modelo Estándar (marco teórico de la física de partículas
actual).
El LHC trabaja a una profundidad de unos 100 metros, en un túnel de 27 Km. de
circunferencia y a unos 270ºC bajo cero.
Su funcionamiento consiste en acelerar dos haces de protones en sentidos
opuestos a través del túnel hasta alcanzar el 99,99% de la velocidad de la luz y hacerlos
colisionar entre sí, para que de esta manera se produzca una cantidad de energía enorme
(a escalas subatómicas); este hecho sirve para conocer con mayor exactitud los
acontecimientos ocurridos inmediatamente después del Big Bang y poder estudiar el
origen del universo y de todo lo que hoy existe.
El primer intento de hacer circular los hadrones fue el 10 de Septiembre de 2008
y las primeras colisiones a alta energía, se produjeron el 21 de Octubre del mismo año,
pero por una avería en la fuga del helio liquido el LHC no se volvió a poner en
funcionamiento hasta finales de 2009, año en que alcanzó una energía de 7 TeV, lo que
le convirtió en el acelerador de partículas más potente del momento.
Durante los próximos dos años está previsto que el Large Hadron Collider
funcione a “medio gas”, periodo tras el cual se tiene la intención de llevarlo a una
máxima potencia de 14 TeV.
En la siguiente tabla se puede apreciar la evolución que ha tenido el LHC en los
últimos años:
Línea de tiempo
Fecha
Evento
10/09/2008 CERN disparó con éxito los primeros protones en el circuito del túnel por etapas.
19/09/2008
Se produjo amortiguación magnética en alrededor de 100 imanes de flexión en los sectores 3 y 4, causando una
pérdida de aproximadamente 6 toneladas de helio líquido.
30/09/2008 Se tenía prevista la primera colisión, pero fue pospuesta por el accidente.
16/10/2008 CERN dio a conocer un análisis preliminar del incidente.
21/10/2008 Inauguración oficial.
05/12/2008 CERN publicó un análisis detallado.
29/10/2009 El LHC reanudó su operación a 3,5 TeV por haz.
20/11/2009 El LHC reinició sus operaciones.
23/11/2009 Los cuatro detectores captan las primeras colisiones a 450 GeV.
30/11/2009
El LHC rompe récord en ser el acelerador de partículas más potente del mundo, creando colisiones a 2.36 TeV
(1.18 TeV por haz).
16/12/2009 El LHC es apagado para realizarse en él los ajustes necesarios para que pueda funcionar a 7 TeV.
28/02/2009
El LHC reanuda sus actividades, haciendo circular dos haces de partículas en sentidos contrarios con una energía de
450 GeV por haz.
19/03/2009 El LHC alcanza un nuevo récord haciendo circular los dos haces de protones, cada uno a 3.5 TeV.
30/03/2009
El LHC inicia exitosamente las colisiones de partículas a 7 TeV (3.5 TeV por haz). Se mantendría así hasta finales
de 2011, para realizar los ajustes necesarios para ponerlo a funcionar a toda potencia (14 TeV).
18/09/2009
Se cierra junta de miembros del CERN, anunciándose que se pospondrá el experimento a 14 TeV para 2016, y de
hecho, se desactivará el acelerador a partir de 2012 hasta 2016.
Gracias al LHC se han podido llevar a cabo diversos tipos de experimentos:
Experimentos
ATLAS Aparato Toroidal del LHC
CMS
Solenoide de Muones Compacto
LHCb
LHC-beauty
ALICE Gran Colisionador de Iones
Sección de Cruce total,
TOTEM diseminación
elástica y disociación por difracción
LHCf
LHC-delantero
El Gran Colisionador de Hadrones tuvo sus inicios en otros aceleradores a los
que se podría considerar sus progenitores, estos son:
Preaceleradores
p y Pb
Acelerador lineal de protones y Plomo
(no marcado) Lanzador de Protones del Sincrotón
-
PS
Sincrotrón de protones
SPS
Supersincrotrón de protones
Acelerador Lineal: esta compuesto por numerosos tubos de empuje
individuales, entre los cuales se encuentra una columna, en la que existe un
campo eléctrico pulsante. El campo se conmuta al pasar la partícula por el tubo,
que actúa a modo de caja Faraday, haciendo que aumente la energía cinética, de
esta manera, las partículas se aceleran a energías que no podrían alcanzar con
una única forma de empuje. El Acelerador Lineal fue desarrollado en 1.928 por
Gustav Ising y Rolf Wideröe.
- Sincrotón: es un acelerador de partículas que acelera partículas cargadas
inicialmente en un recipiente toroidal. Esta formado por un imán que hace que el
campo magnético sea más fuerte cuanto más próximo esté a la circunferencia del
centro, de modo que se genera un aumento total y se mantiene la revolución a
una frecuencia constante. En este dispositivo, un anillo de imanes rodea un
tanque en forma de anillo de vacío. El campo magnético se incrementa con las
velocidades del protón, las partículas se deben inyectar en un sincrotrón de otro
acelerador.