¿Quién diseña la electrónica avanzada utilizada en los detectores CERN: físicos o ingenieros electrónicos?

Te aseguro que no fueron físicos. Ciertamente no físicos de alta energía.

El conjunto de habilidades requerido para construir un acelerador de partículas es muy diferente del análisis de los datos de eventos dentro del acelerador (que es lo que hacen la mayoría de los físicos experimentales de alta energía).

En mi experiencia con aceleradores más pequeños, un amplio espectro de individuos generalmente contribuye a la construcción y funcionamiento de un acelerador.

Por ejemplo, un LINAC típico (acelerador lineal, que no es el LHC) tiene personas de al menos 20 especialidades diferentes trabajando juntas en él.

La historia comienza con la fuente de alimentación. Estas máquinas consumen tanta energía que no es divertido. Por lo general, una unidad de almacenamiento y suministro de energía, con ingenieros altamente calificados que se especializan en electrónica de potencia, trabajan con estas gigantescas cadenas de suministro para garantizar que se obtenga el suministro de energía requerido y estable en todo momento. Luego está el klystron. No podría haber una mayor maravilla de ingeniería que los klystrons de alta potencia que alimentan al LINAC. Esto está construido por los ingenieros eléctricos más hábiles en conjunto con un experto en diseño de aceleradores. Luego hay guías de onda que deben fabricarse según las especificaciones de las frecuencias de funcionamiento. Por lo general, la gente del taller se toma muy en serio su trabajo. Son capaces de lograr una precisión milimétrica en un dispositivo que tiene un par de metros de largo. Luego vienen las cavidades resonantes y las bombas de vacío. No para estropear la fiesta, sino ingenieros nuevamente. Esta vez los ingenieros mecánicos vienen al rescate. Esta es la etapa en la que un físico, generalmente un físico acelerador senior, tiene algunas entradas. Pero la mayor parte del trabajo se realiza en el taller y en el tablero de dibujo.

El detector es la pieza final del rompecabezas. Históricamente, tanto los físicos como los ingenieros han tenido voz en el diseño y operación de los detectores. Estas son las personas que realmente trabajan en el límite difuso entre la física y la ingeniería. Etiquetar a estos genios es un mal servicio para su oficio. Pero si tuviera problemas, los llamaría ingenieros electrónicos. Basta decir que NO son físicos de alta energía.

Prácticamente lo único que hace un físico nuclear o un físico de alta energía en todo el proceso es admirar este esfuerzo de colaboración gigante y el producto final. Ah, y también analizar los datos.

Descargo de responsabilidad: para bervity, he elegido describir un LINAC como la próxima ILC, en parte. Hay tantos aspectos que he ignorado por completo (como enfriamiento y grandes campos magnéticos y otras cosas). Los aceleradores circulares son un poco más complicados e implican demasiado para detallar en una respuesta sobre quora.

EDITAR: Probablemente debería agregar que un físico teórico es la persona más inútil que tiene en el sitio, para el funcionamiento diario de un acelerador. Pero cada acelerador que vale la pena tiene un equipo bastante grande de teóricos también. A veces trabajando en algo no relacionado. El valor agregado por estos individuos no puede ser subestimado. Establecen los “objetivos de física” de todo el proyecto y generalmente tienen una dirección constructiva para enviar el proyecto.

El funcionamiento de un acelerador es un problema en la optimización. Las compensaciones están en todas partes. Aumentar el tiempo del haz a una energía significa reducir el tiempo del haz a una energía más alta. Un flujo de haz más alto generalmente significa un mayor tiempo de inactividad. Estas decisiones no son obvias ni fáciles. Aquí es donde un teórico puede tener algunas entradas.

Ambos.

Por lo general, los físicos diseñan las especificaciones y los ingenieros electrónicos diseñan la implementación.

En cualquier caso, ambos son necesarios: los físicos no saben cómo encaminar las placas de circuito impreso y los ingenieros electrónicos no estiman la cantidad de información necesaria de un detector para poder lograr el rendimiento físico requerido.

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