sábado, 8 de mayo de 2010

Gran colisionador de hadrones LHC

El gran colisionador de hadrones LHC (the large hadron collider) es un proyecto ambicioso realizado por CERN (european organization for nuclear research) que trata de un enorme túnel circular ubicado entre Francia y suiza, con un diámetro de 1 km y 27 km de largo, en el cual  las partículas de el experimento llegan a una gran velocidad tal que pueden dar entre 10.000 y 12.000 vueltas en 1 segundo, y así mismo hacerlas colisionar.
según el ultimo registro de la CERN el gran colisionador de hadrones acabo de llegar a una energía de 3.5TeV, la mas alta que se aya podido ver en un acelerador de partículas, con este nuevo dato la CERN a dicho que el primer intento de colision se realizara el 30 de marzo del 2010 donde se espera que las partículas colisionen a 7TeV (3.5TeV por haz).

¿ que es específicamente CERN?
Es la organización europea de investigación nuclear, es una de las organizaciones mas respetadas del mundo dedicadas a la investigación científica, sus principales investigaciones van enfocadas a la explicación del origen de universo, ellos manejan los instrumentos mas grandes y complejos del mundo para poder estudiar a fondo los componentes básicos de la materia. por medio de sus estudios buscan aprender mas sobre las leyes de la naturaleza asciendo chocar las partículas a grandes velocidades.
los instrumentos que utilizan son aceleradores de partículas y detectores de impulso que detallan pequeños haces de energía antes de que choquen, así mismo observando y registrando los resultados de estas colisiones.
fue fundada en 1954 en la frontera franco-suiza cerca de ginebra, actualmente cuenta con 20 estados que son miembros de esta organización.








sábado, 1 de mayo de 2010

¿Como funciona el acelerador de hadrones?

El acelerador de hadrones, como ya lo avía mencionado antes es un enorme túnel circular de 27 km ubicado entre Francia y Suiza muy cerca de Ginebra, enterrado a unos 100 m bajo tierra, es el mas grande y poderoso acelerador de partículas del mundo. cuenta con imanes ubicados alrededor del anillo que funcionan como superconductores que aceleran las partículas a lo largo del camino. al acelerador se introducen dos haces de partículas que alcanzan una velocidad muy cercana a la de la luz y recogen gran energía antes de colisionar, estas partículas son introducidas en dos tubos de ultra vació que van por separados en el anillo con una gran fuerza de magnetismo que son provocadas por los electro-imanes superconductores. esto se construyo a partir de unas bobinas de cable eléctrico, especiales para este tipo de superconductores, siendo utilizadas de forma eficiente para no provocar perdida de energía. Para que esta gran maquina funcionara se tuvo que enfriar a -1° de bajo del cero absoluto (a -271°C), esta temperatura es mas fría que el mismo espacio, por eso se conecto helio liquido a gran parte del acelerador para que se pudiera enfriar hasta esa temperatura.
el acelerador cuenta con miles de imanes de diferentes tipos. el primer tipo son los imanes dipolares, con un tamaño de 15m cada uno, estos imanes son utilizados para doblar las bigas y hay unos 1232 de estos ubicados en el acelerador, el segundo tipo son los imanes cuadrupolares, cada uno mide entre unos 5 y 7m de longitud, son utilizados para enfocar los rayos y hay unos 392 ubicados en el acelerador, y el tercer tipo son unos imanes que se utilizan para "exprimir" las partículas y que junto a los otros imanes aumenta la posibilidad de que colisionen ya que estas partículas son tan diminutas que hacerlas chocar entre si es casi que imposible.
Esta gran maquina es manejada desde un mismo lugar y es el puesto de control del CERN, desde hay los haces de partículas se aran chocar en cuatro puntos diferentes de la maquina donde están ubicados los detectores de partículas. cada detector esta diseñado con colaboración internacional y con diferentes propósitos, estos están ubicados en cavernas subterráneas alrededor del anillo con el nombre de ATLAS, ALICE, CMS y LHcb, aunque hay otros dos detectores mas que son TOTEM y LHcf, estos están prácticamente compartidos en una misma caverna por eso solo se hace referencia a cuatro puntos de detección.

domingo, 28 de marzo de 2010

¿Como funcionan los diferentes detectores del LHC?

En el LHC se encuentran 6 detectores repartidos en 4 puntos diferentes llamados ALICE, ATLAS, CMS, LHcb, TOTEM y LHcf, cada uno con propósitos diferentes que les puede otorgar cada detector con el que cuentan, en cada punto donde están ubicados los detectores, las partículas se cruzaran para así chocar entre ellas y ser detectadas para poder estudiarse, comprobar sus teorías y encontrar lo que busca cada experimento.

ALICE:
en este experimento nombrado ALICE, aran chocar iones de plomo para poder recrear momentos instantes después del big-bang. Lo que quieren comprobar los físicos con este experimento es la existencia de un estado de la materia llamados plasma de quarks y gluones, se creen que estos existieron muy pocos segundos luego del big-bang aun que hasta el momento es una simple teoría.
actualmente la materia esta compuesta por átomos, los átomos están compuestos por protones, neutrones y rodeados de electrones, y así mismo los protones y neutrones están compuestos por quarks los cuales están vinculados a partículas llamadas gluones. en el LHC se afirma que estas partículas van a viajar a temperaturas 100.000 veces mas calientes que el núcleo del sol, y se espera que a esta temperatura los protones y neutrones se derritan, liberando así los quarks de sus vínculos con los gluones y creando el estado de la materia llamado plasma de quarks y gluones.
gracias a los estudios realizados y al proyecto de ALICE se va a estudiar el plasma de quarks y gluones para mirar como se fue expandiendo e enfriando y así mismo creando las partículas que constituyen nuestro universo actualmente.

Detector ALICE:

  • tamaño: 26 m de largo, 16 m de alto y 16 m de ancho
  • peso: 10.000 toneladas
  • ubicación: St Genis-Pouilly,  Francia

ATLAS:
es uno de los dos detectores de efecto que se encuentran en el LHC. lo que investigan es una gran gama de experimentos como la búsqueda del bosón de higgs, encontrar nuevas dimensiones, y partículas que pueden constituir la materia oscura, esto es lo que se busca encontrar a través de ATLAS por medio de 6 subsistemas que detectan el movimiento, las partículas y su energía.
también cuenta con un elemento vital y es un sistema de imán enorme que dobla las trayectorias de partículas cargadas para poder medir el movimiento. en este experimento los detectores creara grandes cantidades de datos para las cuales se cuenta con un disparador de datos muy avanzado que las dirige a un sistema de computación de enorme capacidad.
en el proyecto de ATLAS traban mas de 2900 científicos junto a 172 institutos de 37 países.

Detector ATLAS:

  • tamaño: 46 m de largo, 25 m de altura, 25 m de ancho, es el detector mas grande en cuanto a volumen que jamas se halla construido.
  • peso: 7000 toneladas
  • ubicación: Meyrin, Suiza

CMS ( Compact Muon Solenoid ) :
Este experimento realiza una gran gama de investigaciones para la física como el bosón de higgs, dimensiones adicionales, y partículas que pueden constituir la materia oscura al igual que ATLAS.
pero el detector CMS se basa en un imán Solenoide. este imán esta compuesto por una bobina cilíndrica de cable superconductor que genera un campo magnético 100.000 veces mayor a el de la tierra de 4 teslas. este campo esta confinado por un yugo de acero "esto es lo que ocupa casi la totalidad del peso de este detector".
Un dato curioso de este detector, es que fue construido en la superficie y luego fue bajado en 15 partes para luego rearmarlo, a diferencia de los otros detectores gigantes que fueron construidos en el LHC.
en este detector estuvieron mas de 2.000 científicos involucrados, procedentes de 155 institutos de 37 países.


Detector CMS:

  • Tamaño:  21 m de largo, 15 m de alto y 15 m de ancho.
  • Peso: 12.500 toneladas
  • Ubicación: Cessy, Francia


LHCb ( Large Hadron Collider beauty ) :
El experimento LHCb nos ayudara a entender el porque vivimos en un universo compuesto casi en su totalidad por materia y no por anti-materia.
lo que investiga es la diferencia entre materia y anti-materia estudiando un tipo de partícula llamada (belleza de quark) o ( b-quarks ).
El LHCb no es un gran detector como los demás, si no que son sub-detectores uno seguido de otro a una longitud aproximada de 20 m.
En el LHC se producirán una gran variedad de quarks antes de convertirse en otras formas y lo que hará el LHCb es captar los b-quarks con unos sofisticados detectores de seguimiento móvil cerca de la ruta de acceso, primer sub-detector esta ubicado cerca al punto de colisión y los demás van uno de tras del otro.
El LHCb cuenta con 650 científicos de 48 instituciones de 13 países.


Detector LHCb

  • Tamaño: 21 m de largo, 10 m de alto y 13 m de ancho
  • Peso: 5600 toneladas
  • Ubicación: Ferney-Voltaire, Francia


TÓTEM (Total elástico y la sección transversal de medición difractivos)
En este experimento TÓTEM se va a centrarse en la física que no es accesible a los otros detectores. Entre una Busca determinar el tamaño de un protón y también controlar con precisión la luminosidad del LHC.
Para ello TÓTEM va a detectar las partículas producidas muy cerca de las vigas de LHC. En él se incluirán detectores ubicado en cámaras de vacío especialmente diseñado, denominado 'Román ollas', son ocho vasijas romanas que fueron colocados en pares en cuatro lugares cerca del punto de colisión del experimento CMS.
Como este es un pequeño experimento, va a contar con los resultados obtenidos por el detector CMS y por los demás experimentos del LHC en general.
Este pequeño experimento cuenta con 50 científicos de 10 institutos en 8 países.


Detector TÓTEM 

  • Tamaño: 440 m de largo, de ancho 5 metros de altura y 5 m
  • Peso: 20 toneladas
  • Ubicación: Cessy, Francia (cerca de CMS)






LHCf (Gran Colisionador de Hadrones adelante)

El LHCf busca generar rayos cósmicos por medio de las partículas que se creen en el LHC.
Los rayos cósmicos son partículas cargadas que se originan de forma natural en el espacio y que constantemente bombardean a la tierra sin darnos cuenta. Chocan en la atmósfera superior, dando lugar a una cascada de partículas que alcanza al suelo de la tierra.
Al estudiar esto, ayudara a los científicos a interpretar y calibrar los experimentos de rayos cósmicos a gran escala que pueden cubrir miles de kilómetros.
Este experimento LHCf cuenta con 22 científicos de 10 institutos en 4 países (septiembre 2006).

Detector LHCf 


  • Tamaño: dos detectores, cada uno mide 30 cm de largo, 80 cm de alto, 10 cm de ancho
  • Peso: 40 kg cada uno
  • Ubicación: Meyrin, Suiza (cerca de ATLAS)

Autor: Jhon fredy Marin Rey, con ayuda de CERN 
http://public.web.cern.ch/public/Welcome.html



martes, 16 de marzo de 2010

Mitos y verdades sobre el Acelerador de hadrones

El gran acelerador de hadrones (LHC) a generado muchas dudas y miedos en algunas personas que al tratar de informarse mas sobre este tema, encuentran textos relacionadas con el fin del mundo o con que se va a acabar la tierra si algo sale mal, pero eso también se produce por pereza de las personas, que no buscan textos confiables si no en aquellos textos escritos por personas ignorantes que no se informan ellos mismos antes de escribir y publicarlos. Hasta en algunos vídeos que hay en Internet, hablan sobre el proyecto, pero no dicen cosas coherentes, si no que comentan puras estupideces sobre el fin del mundo el cual puede generar esta maquina, pero eso es casi que en un 100% mentira.
Esta grandiosa maquina hasta a sido relacionada con el 666, pero yo considero que es una simple conciencia entre el logotipo de CERN y este numero, la verdad no creo que influya en nada con el fin del mundo, ademas la gente solo lo relaciona con lo malo pero esta maquina también es llamada "la maquina de la creación" o "la maquina de Dios" así que las conciencias pueden ser tanto malas como buenas.
El mito mas grande que existe en la Internet es el de un agujero negro que puede acabar con la tierra. Esto es verdad hasta cierto punto, el LHC si va crear agujeros negros pero la posibilidad de que estos acabe con la tierra es muy poca ya que estos desaparecerían casi que al mismo tiempo en que se crean, ademas es como si se creara un nuevo mundo dentro de esta maquina, tendrían que pasara miles de millones de años para que ese universo toque los extremos del LHC y sin embargo no se considera que pueda pasar algo. Lo peor de esto es que es trasmitido por algunos medios de información con mucha seguridad, mas que todo en el periódico, y la verdad es que ellos son los que mas deberían investigar para poder transmitir sus noticias, pero en la mayoría de casos no lo hacen. 
Ahí que agregar algo muy importante y es que en muchos textos y vídeos casi que afirmaban que esto iba a salir mal, pero la maquina ya fue encendida en su primer punto máximo y hasta el momento estamos vivos, por lo tanto ese mito es una total mentira.
otro mito fue que unos supuestos hackers lograron entrar a la base de datos del LHC, pues esto es totalmente verdad, de hecho dejaron un mensaje que decía "ojo que llegamos hasta acá, no tenemos plan de hacer ningún daño, de avanzar mas ni de romper nada, pero atentos por que estamos adentro" esto lo hicieron solo para mostrar que son unos excelentes hackers y que pudieron pasar todas las defensas sin que se pudieran dar cuentas pero no generaron ningún daño, estos hackers hacen esto normalmente para mostrarse superiores ante otros y como reto para ellos mismos, también han tratado de entrar a la NASA y bases de estados unidos si malas intenciones simplemente por una vanidad que existe entre hackers.
en conclusión, si escuchan un mito por ahí, dirijámonos a investigar en lugares de alta confianza, por ejemplo en este caso el mejor lugar en Internet es la misma pagina de la CERN, ya que respecto a este tema nadie sabe mas que ellos.


Autor: Jhon Fredy Marín Rey





lunes, 30 de marzo de 2009

¿Para que sirve este proyecto?

Este gran proyecto que puede cambiarnos la forma de pensar, nos daría entender algo muy esencial y es como hizo dios el universo mas no por que lo hizo. este enorme Proyecto de 5.000 millones de euros tiene pensado comprobar diferentes teorías y estudia la composición del universo, prácticamente es una maquina del tiempo ya que se busca llegar a la hora cero (el inicio de todo) y poder responder a la duda mas grande que tenemos la mayoría  de los seres humanos y es saber como se creo todo. aunque no es lo único que van a investigar, se podría decir que es lo mas importante. pero primero les voy a dar una idea de como se creo el universo.

Receta para un universo
Tome una explosión masiva para poder crear un montón de polvo de estrellas y una gran cantidad de calor. cocine a fuego lento durante una eternidad en un fondo de microondas cósmico. deje que congele los ingredientes para luego mas tarde servir frió junto a culturas de pequeños organismos que aparecerán 13.7 mil millones de años después.
lo que buscan los científicos es realizar esta receta para un universo pero a la inversa. para llegar al comienzo de la receta, deben tomar pistas que están ocultas en la historia y deben realizar mezclas complejas que les permita crea un nuevo universo.
poco a poco deben ir tomando el espacio, tiempo, materia, etc, todas las cosas que se unieron para originar el big-bang (una explosión inconmesurablemente grande ). al comienzo de todo el universo era muy caliente y denso, pero en un instante, cuando se comenzó a enfriar, se crearon condiciones precisas para la aparición de Quarks y una millonésima de segundo después se crearon los protones y neutrones( partículas por las cuales esta compuesto todo ) las cuales a su ves se agruparon después de tres minutos en un núcleo, pero que tardo unos 380.000 años para que los electrones comenzaran a orbital al rededor del el y así formar los átomos,
esto formo helio e hidrógenos ( los elementos mas abundantes en el universo ). Pero luego de 1.6 millones de años, aparece la gravedad tomando el control de las nubes de gas para crear estrellas y galaxias, desde hay los átomos mas pesados (oxigeno, carbono y hierro) por los cuales estamos hechos se mantienes en el corazón de una estrella hasta que llega a su fin provocando una grandiosa supernova.
Hasta hay va todo bien para poder recrear la formación del universo, pero el problema es un pequeño detalle y es que hasta ahora solo conocemos un 4% del universo que son las estrellas, planetas, galaxias, etc. el resto del universo esta compuesto por unas sustancias llamadas: materia oscura "ocupa el 26% del espacio" y una energía oscura "ocupa el 70% del espacio" que son invisibles. estas no emite radiación electromagnética, pero son detectada por sus efectos gravitatorios. por eso es un misterio en el universo del cual no se sabe ni que es o que puede hacer, pero dentro de esa oscuridad yacen muchos misterios para la ciencia que se aspira poder investigar y aprender algo de ellos gracias al LHC.

Bosón de Higgs (la partícula de Dios)
En la década de 1970 se produjo un gran avance físico gracias a Peter Higgs,  Robert Brout y Francois Englert. ellos plantearon que después del Big-Bang no todas las partículas tienen masa, y a medida que el universo se expandía y se iba enfriando, un campo de fuerza invisible llamado (campo de de Higgs) formo el bosón de higgs, este campo aun prevalece en todo el cosmos y las partículas que ínter actúan en ella se dan a través del bosón de higgs. la teoría dice que entre mas ínter actúen mas pesado se vuelve pero nunca se quedaran sin masa. esto comprueba diferentes teorías, pero el problemas es que nunca se a visto en ningún experimento. comprobar esta teoría daría una idea de por que las partículas tiene una masa determinada, y ayudaría a el desarrollo de la física. pero es muy complicado detectar el bosón de higgs ya que ni siquiera se sabe su masa , para ello los físicos buscaran en una serie de masas en las que se cree que exista, y la gran gama que aun no se a explorado, sera accesible gracias a el gran colisionador de hadrones, que determinara la existencia del bosón de higgs. si no se puede encontrar, esto daría paso a que los físicos planteen nuevas teorías sobre el origen de las partículas (el origen del universo).

Dimensiones secretas
a diario podemos ver las tres dimensiones, la altura, el ancho y lo profundo, que han sido conocidas por siglos, la cuarta seria el tiempo como lo revelo Einstein, pero se a realizado grandes investigaciones que revelan la existencia de nuevas dimensiones, la teoría de cuerdas intrigante revela la existencia de 6 dimensiones, pero pueden ser alrededor de nosotros y tan diminutas que nunca lo notaríamos. según estas teorías, darían una idea para explicar el misterio de la gravedad (¿por que es mas débil  que las otras fuerzas fundamentales? o ¿saber si tiene un portador y donde existe?) por que prácticamente la gravedad se ve débil pero es por que se comparte con otras dimensiones espaciales. pero para saber si esto es verdad o simplemente un engaño de nuestra imaginación se realizaran complejos experimentos. Experimentos de alta energía podrían abrir nuevas dimensiones secretas en las cuales las partículas viajen en el mundo 3D y otras dimensiones de forma libre. para saber si esto, se mira si alguna partícula se desaparece de forma inesperada o aparece una de forma repentina, aunque quien sabe si eso nos pueda traer algún beneficio o pueda provocar una extinción, solo queda esperar.

Anti materia
la anti materia es la misma materia, con la misma masa pero con carga eléctrica opuesta. al igual que las partículas, también tienen una anti partícula, como el positrón que es la partícula opuesta del electrón. cuando una partícula y su anti partícula se junta, en un abrir y cerrar de ojos se desaparecen, al igual que el proceso de aniquilación, transforma su masa en energía. La anti materia fue descubierta por Paúl Dirac en 1928, el desarrollo una teoría cuántica y la relatividad especial de Einstein. En los últimos años, los laboratorios como el de CERN han investigado la anti materia, y aunque el CERN a creado anti átomos, hasta ahora no se han encontrado las partículas correctas, por eso se cree que al recrear el big-bang con el gran colisionador de hadrones (LHC) abran cantidades iguales de materia y anti materia que podrá ser estudiada.
aunque de pronto muchos se pregunta por que seguimos vivos si la materia y la anti materia se transforman en energía al tener algún tipo de contacto, pues la verdad es que nuestro mundo esta compuesto de solo materia, y aunque posiblemente la anti materia sigue existiendo en algún lado, solo se dio principalmente en la explosión del big.bang.



Modelo estándar
Esta teoría muestra la relación que existe entre las partículas elementales que componen la materia y es aplicada en el campo de la mecánica cuántica, de campos y relatividad espacial. fue propuesta entre el año 1970 y 1973, y hasta nuestros días está comprobada la teoría en los tres campos, pero lo que busca el LHC es completar algunos cabos sueltos que permanecen en esa teoría.
la teoría de las cuerdas, es una idea radical que esta propuesta en el modelo estándar, la cual propone que las partículas no son realmente puntos o punto,  si no mas bien cuerdas vibrantes, como una onda de sonido. todas las partículas y fuerzas, son de diferentes modos de oscilación, pero en esta teoría también se aplica en las tres dimensiones en que vivimos, la cuartas que es el tiempo y aparte otras 6 dimensiones adicionales las cuales están posiblemente en diagonales y a nuestro alrededor, pero son tan pequeñas que no las podemos ver ni percibir. esta teoría es muy compleja, que junto a un sistema matemático es fascinante para mucho, pero demasiado difícil.




Conclusión:
Muchas personas se preguntara ¿y para que queremos saber esto? o ¿Por que no se invierte todo ese dinero en algo mas importante?, pues todo eso son grandes incógnitas que tenemos todos los seres humanos y si nos preguntamos para que nos sirve en realidad seria algo muy difícil de responder, pero por ejemplo, cuando nuestros antecesores los cavernicolas, descubrieron el fuego, dudo mucho que hallan entendido la importancia que tendría para el desarrollo del mundo, o cuando se descubrió la rueda, no creo que se hubieran imaginado la importancia que tiene en nuestra actualidad, dar una respuesta de para que nos sirve exactamente, no hay hasta el momento, pero algo que si podemos entender y es, no el porque creo Dios el universo si no como lo hizo, y eso vale todo el dinero invertido en este proyecto que en este momento esta creando un universo que nos resolverá miles de dudas y que en un futuro no muy lejano nos beneficiara.


Autor: Jhon fredy Marín Rey, con ayuda de CERN
http://public.web.cern.ch/public/Welcome.html