Fuente: Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología.
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es el último en una ‘escalera’ de aceleradores que se utilizan en secuencia para acelerar las partículas hasta la energía máxima del LHC. Cada acelerador acumula las partículas a sus energías máximas antes de presentarlo al siguiente acelerador más grande. Las partículas que el LHC acelera y colisiona son protones o núcleos conductores, ambos tienen cargas positivas y esto significa que pueden ser dirigidos mediante el uso de campos magnéticos. Hay 9300 imanes superconductores, de varios tipos, que se utilizan para dirigir y enfocar haces de partículas a medida que corren alrededor del bucle colosal del LHC.
El LHC acelera dos haces delgados de partículas atómicas que viajan en direcciones opuestas alrededor del colisionador de 27 km, cada uno de unos 2 mm de ancho (lo suficientemente pequeño como para atravesar el cero en una pieza de 20p). Cada haz se encuentra dentro de su propio tubo, donde los tubos del haz están encerrados en una vaina de imanes superconductores y todo esto está bañado en helio líquido súper enfriado a 1.8K (-271 ° C). En el centro de cada uno de los cuatro detectores, los haces comparten brevemente la misma tubería, ya que los imanes los dirigen a colisionar de frente.
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Los principios detrás de un detector son extremadamente simples, pero a esta gran escala se vuelve muy difícil. Un detector está diseñado para rastrear el movimiento y medir la energía y la carga de todas las partículas expulsadas de cada colisión. Son capaces de seguir los millones de partículas producidas e identificar el comportamiento distintivo de nuevas partículas interesantes entre el pajar. Los detectores LHC son muy grandes (¡ATLAS solo tiene el tamaño de un edificio de 5 pisos!), Su gran tamaño es necesario para atrapar partículas de alta energía que viajan a velocidades tremendas y para permitir que las huellas de partículas cargadas se curven de manera medible por los imanes de los detectores. .
Las capas más cercanas al punto de colisión están diseñadas para rastrear con mucha precisión el movimiento de partículas cargadas. De especial interés son las huellas de la descomposición de partículas de corta duración que son las más interesantes para los investigadores. Las capas subsiguientes rastrean el movimiento, disminuyen la velocidad y detienen las partículas más longevas y más energéticas, ya que estas partículas se ralentizan y liberan energía que se puede medir.
Es imposible que cualquier computadora recopile y procese todos los datos sin procesar que cada detector crea en cualquier momento, un poco más de un petabyte (1,050,000 gigabytes) por segundo. Por lo tanto, muchos de los datos se filtran instantáneamente por los llamados sistemas de activación de los experimentos. Los sistemas de disparo ejecutan algoritmos complicados diseñados para encontrar la ciencia interesante y escribir los datos seleccionados en el almacenamiento de la computadora. Luego, la información guardada se procesa más lentamente por otros algoritmos diseñados para determinar los detalles completos de las partículas y, por lo tanto, encontrar las desintegraciones, a menudo muy raras, que son de especial interés. Esta monumental tarea es manejada por “The Grid”, la Grid tiene muchas aplicaciones, pero su primera aplicación importante fue permitir a los investigadores del CERN compartir la potencia informática global para administrar y procesar las enormes cantidades de datos que produce el LHC. Al vincular las computadoras de escritorio en una red global, administrada por el llamado middleware, Grid brinda potencia de supercomputación al escritorio.
A través de la organización GridPP (Particle Physics Grid), el Reino Unido tiene un papel importante en el desarrollo de la computación Grid con varias ‘granjas’ de computadoras GridPP ubicadas alrededor del Reino Unido en los departamentos universitarios. Hasta ahora, el Reino Unido aporta aproximadamente 40,000 PC a la red informática mundial LHC.
Los resultados del LHC no son completamente predecibles ya que los experimentos están probando ideas que están en las fronteras de nuestro conocimiento y comprensión. Los investigadores esperan confirmar las predicciones hechas sobre la base de lo que sabemos de experimentos y teorías anteriores. Sin embargo, parte de la emoción del proyecto LHC es que puede descubrir nuevos hechos sobre la materia y los orígenes del Universo.
