Para los pesimistas de afuera, la energía de 3,5 TeV de partida del LHC será como un vaso medio vacío. Sin embargo, los miles de físicos que trabajan en los experimentos con seguridad no comparten estos sentimientos. Por el contrario, están más entusiasmados que nunca, ya que serán los primeros en observar lo que sucede con la materia en estas (todavía) condiciones sin precedentes.Aunque uno podría pensar que 3,5 TeV para una máquina diseñada para operar con haces de 7 TeV es tan frustrante como la conducción de un Ferrari, cuando el límite de velocidad es de 60 km/h, los físicos que trabajan en los experimentos del LHC ven el vaso medio lleno: ellos ahora está concentrados en ver como hacer el mejor uso de esta energía intermedia. Para ellos, tener la oportunidad de probar sus detectores en condiciones no extremas es más bien un sentimiento tranquilizador. "Hasta ahora, el detector CMS ha sido probado con los rayos cósmicos. Después de la puesta en marcha, lo primero que hará el CMS será comprobar su rendimiento nuevamente, esta vez con los datos de colisiones, donde las partículas se originan en el centro del detector en vez de pasar de la parte superior a la parte inferior como es el caso de los rayos cósmicos ", explica Jim Virdee, portavoz del CMS.
La energía de puesta en marcha es aún 3,5 veces superior a la del acelerador más poderoso del mundo actual, el Tevatron (Fermilab, EE.UU.). "Esta energía es lo suficientemente grande para que el LHC pueda producir interesantes muestras de los quarks arriba, el más pesado quark y el único que todavía no se ha observado en Europa", dice Fabiola Gianotti, portavoz de ATLAS. "Como los acontecimientos -debido a la producción de quark top-, contienen un gran número de "firmas" físicas (electrones, muones, chorros, chorros de quarks b, energía perdida), la observación de la producción del quark top demostrará que los detectores, los procedimientos de calibración y las herramientas de reconstrucción están en buena forma. En ese momento, estaremos dispuestos a embarcarnos en la fase de descubrimiento, que, en este nivel de energía, podría incluir la supersimetría ", añade.
El detector ALICE está optimizado para las colisiones de iones de plomo, la segunda parte del programa científico del LHC, que se iniciará hacia el final de la carrera inicial, en 2010. "Como resultado, las colisiones protón-protón de energía equivalente a la energía total de los haces de iones es de unos 5,5 TeV, y por lo tanto los primeros 7 TeV (es decir, 3,5 TeV por haz) es más adecuado para comparar con las colisiones de iones de plomo que los 14 TeV!. Para nuestros dos protones y los programas de la física de iones pesados, la menor energía de puesta en marcha por lo tanto será muy útil ", explica Jurgen Schukraft, Portavoz del experimento.
El más especializado de los cuatro grandes detectores es el LHCb. Este buscará una nueva física mediante la observación de las interacciones entre partículas nuevas y los quarks bottom (fondo). "El tipo de búsqueda indirecta de nuevas partículas que lleva a cabo nuestro experimento es menos sensible a la energía de la colisión del LHC", explica Andrei Golutvin, portavoz del LHCb. Lo que realmente nos importa a nosotros es tener una carrera estable con una luminosidad razonable. Los 3,5 TeV son suficiente para nosotros para llevar a cabo nuevas mediciones de algunas desintegraciones raras de los quarks bottom con una precisión sin precedentes. Si descubrimos la diferencia con los valores esperados, vamos a ser capaces de apuntar a una nueva física".
El plan actual para el LHC es avanzar seguro hacia la energía alrededor de 5 TeV por haz en 2010 y poco a poco empujar hacia arriba la luminosidad mediante el aumento del número de protones por racimo y el número de racimos. "Apoyamos plenamente este plan en el que se tomarán medidas a la luz de la experiencia", dice Virdee. "Aunque la exploración importante del territorio del Higgs tomará más tiempo de lo esperado; podríamos ser afortunados si vemos señales de nuevos fenómenos tales como la supersimetría o dimensiones extra, si es que existen en la naturaleza a este nivel de energías ".
Datos útiles
1 TeV de energía:
1 TeV corresponde a 1012 electronvoltios. El electrón-voltio es una unidad de energía muy útil y práctica en la física de partículas, ya que, en términos absolutos, las energías que tienen que ver con esa física son muy pequeñas. Si tomamos el LHC como un ejemplo, la energía de la colisión total es de 14 TeV, convirtiendo al acelerador de partículas en el más potente del mundo. Sin embargo, si convertimos esto en joules -la unidad de energía aceptada por el Sistema Internacional-, se obtienen sólo 22,4 x 10-7 joules.
Esta es una cantidad muy pequeña de energía si se la compara, por ejemplo, con la energía de un objeto que pesa 1kg y cae desde una altura de 1 m, es decir, 9,8 joules.
"Luminosidad":
La luminosidad es una medida de la eficiencia con que un acelerador de partículas produce eventos de colisión. Determina la velocidad a la que estas colisiones tienen lugar. En un colisionador las partículas se almacenan en una serie de racimos para hacer un haz. Cada racimo tiene aproximadamente el tamaño de un grano de arroz y contiene algunos miles de millones de partículas. Intentando superar los límites de la tecnología, los físicos del acelerador aumentan la luminosidad poniendo más partículas en cada grupo, colisionando más racimos por segundo, y apretando los racimos al tamaño más pequeño posible en el punto de colisión.
Quark bottom:
El quark bottom o quark fondo (inicialmente quiso ser llamado quark belleza) es una partícula elemental que pertenece a la tercera generación de quarks. Su carga eléctrica es −⅓ de la carga elemental y su espín es ½, con lo cual es un fermión y cumple el principio de exclusión de Pauli. Como los demás quarks, el quark fondo tiene carga de color, y el antiquark fondo tiene carga de anticolor; sienten la interacción fuerte. Es además el segundo quark más masivo del modelo estándar, con una masa de unas cuatro veces la del protón.
1 TeV de energía:
1 TeV corresponde a 1012 electronvoltios. El electrón-voltio es una unidad de energía muy útil y práctica en la física de partículas, ya que, en términos absolutos, las energías que tienen que ver con esa física son muy pequeñas. Si tomamos el LHC como un ejemplo, la energía de la colisión total es de 14 TeV, convirtiendo al acelerador de partículas en el más potente del mundo. Sin embargo, si convertimos esto en joules -la unidad de energía aceptada por el Sistema Internacional-, se obtienen sólo 22,4 x 10-7 joules.
Esta es una cantidad muy pequeña de energía si se la compara, por ejemplo, con la energía de un objeto que pesa 1kg y cae desde una altura de 1 m, es decir, 9,8 joules.
"Luminosidad":
La luminosidad es una medida de la eficiencia con que un acelerador de partículas produce eventos de colisión. Determina la velocidad a la que estas colisiones tienen lugar. En un colisionador las partículas se almacenan en una serie de racimos para hacer un haz. Cada racimo tiene aproximadamente el tamaño de un grano de arroz y contiene algunos miles de millones de partículas. Intentando superar los límites de la tecnología, los físicos del acelerador aumentan la luminosidad poniendo más partículas en cada grupo, colisionando más racimos por segundo, y apretando los racimos al tamaño más pequeño posible en el punto de colisión.
Quark bottom:
El quark bottom o quark fondo (inicialmente quiso ser llamado quark belleza) es una partícula elemental que pertenece a la tercera generación de quarks. Su carga eléctrica es −⅓ de la carga elemental y su espín es ½, con lo cual es un fermión y cumple el principio de exclusión de Pauli. Como los demás quarks, el quark fondo tiene carga de color, y el antiquark fondo tiene carga de anticolor; sienten la interacción fuerte. Es además el segundo quark más masivo del modelo estándar, con una masa de unas cuatro veces la del protón.
Más información en:
- 3.5 TeV : a good start!
- Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN)
Imagen
Crédito: CERN.
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