Con la tecnología y la potencia informática actuales, ¿podríamos construir un acelerador de partículas más avanzado que el LHC?

La ley de Moore no se aplica necesariamente a la física de partículas tanto como se podría pensar. La mayoría de los equipos informáticos en el CERN tienen una década más o menos, ya que requiere un gran esfuerzo para actualizarlos, ya que hay muchos.

Centro informático del CERN

Cada una de estas cajas de vidrio contiene pilas de computadoras que recuperan los datos del LHC y los colocan en una cinta (puede ser al revés, no puedo recordarlo).

Pero aquí está una de las unidades y casetes que almacenan los datos.

El cuadro negro en la parte inferior derecha de la imagen es donde se almacenan los datos.

¡Es apenas una tecnología innovadora! CERN tuvo una de las primeras supercomputadoras en los años 60/70, pero el problema con algo así es que no es confiable y si se rompe, lo pierdes todo. Con esta configuración, pueden comprar una gran cantidad de computadoras de escritorio en el estante y reemplazar cada una individual cuando se rompe. Cada unidad dura alrededor de 2 años antes de que necesite ser reemplazada. Esto también significa que puede actualizar un poco a medida que pasa el tiempo en lugar de depender de una súper computadora a medida.

Para el procesamiento, existe una red de redes informáticas en todo el mundo, principalmente en Europa, como la del Laboratorio Rutherford Appleton en el Reino Unido. Esto luego se vincula a redes de segundo y tercer nivel, como las de Birmingham, Oxford o Glasgow.

Cualquier futuro colisionador de partículas, particularmente los futuros colisionadores en el CERN, aprovechará esta configuración. Me imagino que los colisionadores propuestos para Japón y China ampliarán esta infraestructura.


Para saber qué mejoras se pueden hacer y se harán a futuros colisionadores, eche un vistazo a algunas de mis otras respuestas:

La respuesta de Vincent Emery a ¿Cuánto más poderoso será un colisionador de próxima generación en comparación con el LHC del CERN, y quién (China, EE. UU., UE) probablemente lo construirá?

La respuesta de Vincent Emery a ¿Cómo se hacen mejoras en los colisionadores de partículas?

La respuesta de Vincent Emery a ¿Cómo se ve el futuro de los aceleradores de partículas? ¿El CERN continuará siendo el centro de la física de partículas?

La respuesta más simple a esta pregunta es “sí”. Después de construir cada experimento, aprende lo suficiente como para construir el siguiente. Mi tesis fue sobre AMANDA y su sucesor, IceCube. Lo que aprendimos con AMANDA nos ayudó a diseñar y construir IceCube, y ni siquiera habíamos terminado de construir IceCube antes de escuchar hablar del próximo experimento.

Uno de los comentarios irónicos que escuché fue “si su detector no está a punto de averiarse, podría haber construido un experimento mejor”.

La idea era que siempre debería empujar los límites de lo que es posible y tecnológicamente factible en su experimento.

En cuanto a la potencia informática, el análisis de datos no lo realiza el detector en sí. Todo eso se realiza sin conexión en universidades de todo el mundo. Todos los investigadores individuales trabajan en sus propias máquinas, que generalmente no tienen más de 2 años.

Una vez que han refinado sus rutinas de análisis de datos, envían los análisis a grupos de cómputo muy grandes, como el OS Grid. Por lo general, son computadoras muy avanzadas y muy potentes que generalmente están bien diseñadas y mantenidas. De hecho, durante mi primera cita de enseñanza, ayudé a diseñar y construir algunos de los nodos para el Clúster de cuadrícula OS de mi universidad, que se utilizó para el análisis de datos ATLAS (ATLAS es uno de los experimentos en el anillo LHC).

Cuando trabajé en IceCube en Penn State, teníamos algunos clústeres de computación de alta potencia muy bien construidos y muy bien mantenidos. Los muchachos que trabajaron en las computadoras HPC merecen muchos elogios. Hicimos muchas cosas que hacen las aplicaciones modernas de big data como Hadoop, solo que las hicimos a mano.

Entonces, el punto de esa pequeña tangente es que el LHC realmente usa las computadoras más modernas y potentes disponibles. La mayoría de los experimentos son iguales.

No.

Pero la razón no es la tecnología.

La razón es la falta de resultados.

Me preocupa mucho que haya una reacción violenta contra la investigación física. Llegará un momento en que las personas comenzarán a considerar a los Particle Colliders como una versión moderna de las Pirámides. Bonito a la vista, pero una completa pérdida de tiempo y dinero.

Con base en los no resultados del LHC, es claro como el cristal que los políticos estadounidenses acertaron cuando cancelaron su Colisionador Gigante.

Para ser franco, estamos mintiendo sobre descubrir un Bosón de Higgs.

La partícula que llaman Higgs no coincide con la descomposición prevista de un Higgs real.

Se pronostica que la descomposición de Higgs en un par de quarks de fondo (H → bb) ocurrirá alrededor del 60% del tiempo. Pero no podemos decir con nada cerca de un nivel de confianza de 5 sigma que alguna vez hayamos visto esta decadencia.

Luego está el problema de la jerarquía, sin SUSY para salvar el día … Me pregunto cómo los físicos del CERN pueden incluso mirarse en el espejo.

El giro de 2 no se ha descartado.

Y luego está la cuestión de que un 125 GeV Higgs sea inestable y destruya el universo. ¿Sería esto un gran problema? Solo si has descubierto un verdadero Higgs.

Pero supongamos que todos estos problemas no se han ocultado, y de alguna manera hay una explicación para todos estos problemas …

¿Qué obtuvimos por casi 20 mil millones de dólares estadounidenses?

Nada.

Nada que sea de utilidad para nadie.

Entonces, cuando los contadores de frijoles y los expertos en políticas finalmente resuelvan esto, ¿qué creen que dirán la próxima vez, cuando se les pida que financien un anillo aún más grande que solo quema más dinero?

Sí mucho así. Existen propuestas a este efecto, conocidas vagamente como Future Circular Collider.

El LHC, por lo que entiendo de la historia, utilizó un túnel circular preexistente para ahorrar dinero. Para curvar partículas alrededor de este túnel, necesita imanes. Lo que limita el LHC de simplemente “actualizarse” a una mayor potencia es la necesidad de imanes más fuertes.

Danos a los físicos un círculo más grande para que las partículas tengan que curvarse menos (y el presupuesto para hacer tal proyecto), y podríamos aumentar la energía un orden de magnitud más allá de lo que puede hacer el LHC.

Casi construimos un acelerador de partículas más avanzado que el LHC a principios de los 90.

Super Collider Superconductor – Wikipedia

No estamos limitados por la potencia informática. Estamos limitados por el dinero y la voluntad de gastarlo.

Depende de lo que quiera decir con “avanzado” … pero sí, podríamos construir uno más potente con mejores detectores y una alineación de haz más precisa.

La restricción en este tipo de investigación no es tecnología, es dinero.

Diría que el próximo gran salto vendría de la industrialización de los superconductores de alta temperatura.

En el lado de la informática, también sería útil alguna ayuda, pero uno puede imaginarse manteniendo las cosas más o menos como están siempre y cuando aceptemos que es posible que no podamos explorar en todas las direcciones.

Sí, solo tienes que construir un anillo más grande.

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