Los planes del CERN para un año de física aún más intenso en el LHC

Artículo publicado por Amy Dusto el 13 de febrero de 2012 en Symmetry Breaking

Los científicos del CERN empezarán a hacer funcionar el Gran Colisionador de Hadrones a más energía que nunca cuando termine la parada técnica invernal a mediados de marzo, según anunció hoy el laboratorio en un  comunicado de prensa.

Los científicos y la dirección del CERN tomaron la decisión de aumentar la energía del LHC de 7 a 8 TeV tras una reunión en Chamonix, Francia, que ha durado una semana.

LHC © by µµ


Una mayor energía significa una mayor tasa de colisiones entre protones en el LHC. El equipo de operaciones predice que, con este aumento de energía, los experimentos del LHC deberían recopilar más del doble de datos en 2012 de los que tomaron en 2011. Este incremento de datos es significativo para la búsqueda del Higgs y debería dar suficientes datos para demostrar o excluir a finales de 2012 la existencia del Higgs.

Aumentar el ritmo de colisión provocará que se aumente, en general, el número de eventos físicos interesantes, aunque los científicos creen que tendrán que filtrarlos, a partir de una pila mayor que antes, de otros menos interesantes. El año pasado, por ejemplo, los físicos del experimento ATLAS vieron 15 eventos extra por cada por cada uno que merecía la pena estudiar. Ese número probablemente se duplicará este año.

Los científicos decidieron hacer funcionar el LHC hasta el momento a la mitad de la energía para la que está diseñada la máquina. Tomaron dicha decisión de funcionar a menor energía después de un accidente que tuvo lugar cuando se puso en marcha en 2008. Los imanes del acelerador funcionan en un estado superconductor y se enfrían con helio líquido. Los problemas con una interconexión entre imanes provocaron el calentamiento y rápida expansión del helio, desplazando aproximadamente unos 50 imanes. Para evitar el riesgo de otro cierre anual por reparaciones, los científicos reiniciaron en 2010 a 7 TeV.

Los operadores se sienten cómodos aumentando la potencia de la máquina tras un año 2011 de éxitos a 7 TeV, mejorando su comprensión de las interconexiones y completando más pruebas, dice Steve Myers, director de aceleradores y tecnología en el CERN. No aumentarán la energía hasta los 14 TeV hasta algún momento después de una parada más larga de unos 20 meses a finales de 2012.

Para los operadores de la máquina, el principal desafío de pasar a 8 TeV y trabajar con tasas de colisión más altas será reducir el tamaño de los haces de partículas en los puntos de colisión dentro del detector, dice Mike Larmont, líder del grupo de operaciones para el LHC y sus inyectores. Comprimir los haces en estos lugares requiere de una fineza y cuidado extremos.

La plétora de eventos de colisión proporcionará otro desafío para los experimentadores, hambrientos de datos como están. Para procesarlo todo, las colaboraciones usan sus propias simulaciones software, conocidas como Monte Carlos, por la ciudad famosa por sus juegos de azar. Las simulaciones usan la estadística para predecir los tipos de partículas que se crearán en las colisiones con distintas características en el LHC. Los científicos están revisando constantemente los algoritmos para mantener el ritmo de los cambios en las operaciones de la máquina.

Aunque las simulaciones son necesarias, reescribirlas y asegurar su precisión puede ser un gran desafío para los experimentos, dice el físico de ATLAS Bill Murray. El pasado septiembre su colaboración empezó a usar un nuevo conjunto de Monte Carlos. En tres meses y medio, fueron capaces de simular por completo un récord de 1500 millones de eventos. Pero el trabajo fue agotador y apenas terminó a tiempo para la actualización de diciembre del Higgs.

Ahora, con el inminente aumento de energía a 8 TeV, los científicos tendrán que luchar contra el mismo problema de ajustar el software y terminar los análisis para las conferencias del verano. Depurar y simular eventos no debería ser un problema; es cuestión de cuánto tiempo necesitará ese trabajo. Con la carrera por el Higgs en marcha, y la idea de que éste podría ser un año que merezca el Nobel, ningún físico de partículas quiere frenar. “Va a ser muy laborioso durante mayo y junio”, dice Murray. “Pero debería ser entretenido”.

El software usado por CMS, la otra colaboración en lucha por el descubrimiento, necesita sólo aproximadamente la mitad de potencia de procesado que el software de ATLAS, dice Murray. Puede que sea más fácil que CMS logre antes los resultados del Higgs, comenta – pero esto no evitará que su colaboración lo intente con más ganas que nunca.

“Para 2014 los inconvenientes [de tener que rehacer las Monte Carlos de la colaboración] deberían desaparecer”, dice Murray. “Por tanto, para mí, los inconvenientes son a corto plazo. Al final deberíamos terminar con más datos a una mayor energía, de forma que se abarque más física”.

Los haces empezarán a funcionar alrededor del 15 de marzo y las primeras colisiones a toda la energía prevista deberían verse tras tres semanas. La caza del Higgs y de otra física pasarán luego a su máxima potencia.


Autor: Amy Dusto
Fecha Original: 13 de febrero de 2012
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Comments (16)

  1. Hola, amigos.

    Con el tema del Bosón de Higgs, me viene a la mente aquella pregunta de Feynman: ¿Por qué pesa el muón? Todos los intentos y esfuerzos por hallar una pista de cual era el origen de la masa fallaron. Ahora, por lo menos, tenemos una respuesta parcial, de ninguna manera completa. Parece que, en todas las mentes de los Físicos del CERN, una voz potente está gritando ¡Higgs! ¡Higgs! Y ellos, confían en que, finalmente, aparezca el dichoso Bosón que ha requerido el empleo de mucha energía para (si finalmente lo hace) dejarse ver.

    Claro que, con eso y todo, muchas son las preguntas que nos podríamos plantear, ya que, ¿Cómo determinará el Campo de Higgs la secuencia de masas, aparentemente sin patrón, que da a las partículas de la materia?

    La variación de la masa con el estado de movimiento, el cambio de masa con la configuración del sistema y el que algunas partículas (el fotón seguramente y los neutrinos posiblemente) tengan masa en reposo nula son hechos que ponen en entredicho que el concepto de masa sea un atributo fundamental de la materia.

    Habrá que recordar aquel cálculo de la masa que daba infinito y que los científicos nunca pudieron resolver. Los físicos sólo se pudieron deshacer de él mediante ese truco de la “renormalización”.

    Ahí está el problema de trasfondo con el que tendríamos que encarar el problema de los quarks, los leptones y los vehículos de las fuerzas, que se diferencian por sus masas. Hace que la historia del Higgs se tenga en pie: la masa no es una propiedad intrínseca de las partículas, sino una propiedad adquirida por la interacción de las partículas y su entorno. ¿Es ese entorno, el Campo de Higgs?

    La idea de que la masa no es intrínseca como la carga o el espín resulta aún más plausible por la idílica idea de que todos los quarks y fotones tendrían masa cero. En ese caso, obedecerían a una simetría satisfactoria, la quiral, en la que los espínes estarían asociados para siempre con su dirección de movimiento- Pero este idilio queda oculto por el fenómeno de Higgs.

    Podríamos hablar de bosones gauge y de su espín de una unidad, de las partículas fermiónicas de la materia (espín de media unidad) pero, ¿qué pinta tendrá el Higgs? Es un Bosón de espín cero. El espín supone una direccionalidad en el espacio, pero el Campo de Higgs da masa a los objetos dondequiera que estén y sin direccionalidad. Por eso, también se le ha llamado “bosón escalar” (sin dirección) por esa razón.

    Todo esto es, al menos lo que dicen y piensan los que saben sobre el tema y, desde luego, no está todo dicho. Veremos que sorpresas nos aguardan y si, el Bosón de Higgs finalmente es, el suministrador de masas como se piensa.

    Bueno, veremos que nos trae esa nueva potencia de 8 TeV. Lo cierto es que, la Naturaleza nos pone difícil que podamos llegar a descubrir sus secretos, el esfuerzo de construir el LHC es una buena muestra de ello.

  2. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo publicado por Amy Dusto el 13 de febrero de 2012 en Symmetry Breaking Los científicos del CERN empezarán a hacer funcionar el Gran Colisionador de Hadrones a más energía que nunca cuando termine la parada técni……

  3. Muy buena entrada Kanijo y màs aun secundada por Emilio que hace unas precisiones muy atinadas y entendibles.

  4. Federico

    Como se tardan en ponerlo a la máxima capacidad!

    Para cuando lo logren ya la deriva continental abrá cambiado el mundo para formar un nuevo supercontinente je je, los humanos se van a haber extinto y al CERN lo van a operar la raza que evolucione del Castor.

    Saludos

  5. eldelbar

    Discúlpeme mi ignorancia, pero todo esto sirve para algo útil o es sólo una clase de física avanzada? Lo digo porque con la que esta cayendo con la crisis no creo que la factura de la luzr la pagen los científicos de Su bolsillo. La próxima vez que les suban el recibo del consumo electrico de Su hogar ya saben a quién darles las gracias. Por cierto es curioso que la próxima subida se la luz en España coincida con el evento 8TeV, no?

    • Mr. Soflamas

      Todo en la vida es calibrar lo que conviene de lo que no conviene, en beneficio de todos. Porque cuando lo hacemos en beneficio de unos pocos contra todos los demás, es cuando la cosa va muy peor que muy mal.

      Una cosa es criticar que algo se haga mal (opinable, evidentemente), apuntando honestamente (es decir, sujetos a error, naturalmente discutible y demostrable, si no no tiene sentido apuntar nada) cómo se puede funcionar mejor, y los riesgos de la forma presente de hacer las cosas, y otra cuestionar la investigación científica.

      Cualquier investigación científica, cualquiera, de cualquier cosa, devuelve ciento por uno, *siempre*. Tal vez no ahora, ni mañana, pero quién le iba a decir a Lobachevsky que sus idas de pinza en el siglo XVIII iban a ayudarnos a tener satélites meteorológicos que han desempeñado un papel fundamental en darnos de comer a todos (entre otros detalles), porque si hay hambre en el mundo -que la hay, aún, demasiada- por primera vez en la historia ya no es por falta de alimento (en rigor es más complejo, pero como ejemplo queda molón).

      Pues eso, que algunos tenemos miedo que la ciencia no tenga su puesto en la sociedad tan firme como creen bastantes, y que las sociedades pueden retroceder y lo han hecho muchas veces (basta leer la historia), pero la solución no es precisamente investigar menos, todo lo contrario: investigar más, muchísimo más, aunque parezca una chuminada nunca, nunca se sabe donde va a saltar la liebre.

      Los neokeynesianos hablan (y a mi juicio con mucha razón en este punto particular, donde los datos claramente creo que los avalan) de la estabilidad que tienen las sociedades donde una fracción de su población muy apreciable se dedica precisamente a cuidar de ella (sobre un 25%). Creo que una fracción como 10 veces la que hay ahora en el país donde se da más alta, debería dedicarse a la ciencia, y no lo digo de coña.

  6. eldelbar

    @ Mr. Soflamas: muy bonita tu parrafada, pero mi pregunta sigue sin tener respuesta y creo que se debe a que no entendieron el trasfondo de la misma. En 1er lugar repito que no soy científico, tan sólo un ciudadano de a pié y 2o, ni mucho menos estoy en contra de la ciencia ni la investigación ya que gracias a ella a día de hoy las mamás pueden ver a sus niños en eco 3D y otras se salvan gracias a las resonancias magnéticas.

    Lo q me refiero es sí ahora es el momento de que los ciudadanos paguemos, por poner un ejemplo, lo que va a costar el recibo de la luz de poner en marcha esos imanes y que conste que no quiero hacer demagogia con temas como el hambre en el mundo pues a estas alturas de la época en que vivimos todos sabemos a que se debe. Se lo pondré más fácil: Según Su razonamiento debería comprarme el último y más moderno televisor 3D plano sólo por que la ciencia lo ha hecho posible (imaginando que tuviera el dinero, claro) pero repito mi pregunta que sirve para responder ambas: ¿es necesario asumir el coste en estos momentos?

    Pues mire, mientras saltan sus “liebres” pageme Ud mi recibo de la luz con sus subidas y la del acelerador también, no se crean que estos experimentos nos salen gratis. No salen gratis hacerlos ni las aplicaciones que generan.

    P.D: los meteorologos siguen fallando hasta con los satélites más sofisticados.

    • Mr. Soflamas Suflamado

      El recibo de la luz es un 80% estafa y un 20% costes reales. El 80% debe reclamarlo vía voto en la urna, o si se anima, a través de una asociación ciudadana que lleve a los delincuentes que nos desgobiernan a los tribunales (entiendo que habla de Hispanistán). Pero esto es política de la P mayúscula. En realidad a quien afecta el CERN es a otros centros de investigación que querrían tener más pastel de recursos y no lo tienen porque se lo llevan ellos. Realmente, sale más caro el Real Madrid (por decir algo), pero *muchísimo* más (la deuda con la AEAT y la SS es simplemente de coña marinera, a nivel Ruiz Mateos, sume el resto del “deporte”) que cualquier centro de investigación. Los recortes que se están haciendo, como todos, son una broma de pésimo gusto. Se paga más en licencias de Windows (no, no uso Windows), y no es coña, que en cualquier centro donde se recorta.

      Donde vivo yo existe una web institucional oficial, llevada tanto por el centro meteorológico de la Comunidad Autónoma y los departamentos de Física de las universidades de la ídem, cuya tasa de fallos ha sido (verificada por mí) 3 fallos en cinco años (que son 1.900 días). Si le hago caso a TVE o al Instituto Nacional, ahí sí que iba aviado (por cierto, usan datos de centros extranjeros, aparte los propios de la red citada). Dicho sea de paso, lo acaban de recortar. Vamos, de nuevo la P mayúscula.

      Dicho también de paso, si le parece que fallan ahora (aun en el supuesto INM), tenía que ver cómo estaba el patio antes de los Meteosat.

  7. eldelbar

    Ya veo que sin demagogia no se dialogar en ningun sitio. Yo no la usare y preguntaré a las claras y por tercera vez: cuanto cuesta en euros encender ese chisme? Cuanto tiempo esta encendido? Cuántos Kw, Mw, Gw o la medida que sea consume durante el tiempo que está encendido? Y por último: hay alguien en la sala que sigue pensando que esa electricidad no la vamos a pagar los ciudadanos? (perdón por este último sarcasmo de la sala).

    Por cierto al dorso de la papeleta electoral no hay espacios para escribir como sí fuera un buzón de sugerencias.

    Agradecido y satisfecho quedaré sí alguien me reponde con la misma cantidad de líneas q he usado a las preguntas que he formulado.

    • Tal vez use algunas líneas menos, pero espero que quede satisfecho con las respuestas:

      Según este documento del CERN los datos (estimados para 2009) que solicita son:

      270 días de actividad, debido a paradas técnicas durante el invierno.
      800 000 MWh de consumo eléctrico
      Coste estimado anual 19 millones de euros
      La electricidad la proporciona la compañía eléctrica francesa EDF, las suizas ESO y SIG se usan como respaldo.

      Dado que el CERN es una entidad pública, evidentemente, cualquier gasto que realice lo paga el ciudadano.

      Un saludo

      • eldelbar

        Gracias hombre, por fin tengo la respuesta que tanto me inquietaba. Por mi parte doy por zanjada está cuestión.

        Ahora bien, ¿me interesa que se pueda detectar, comprobar o magnificar el Higss? Pues no Lo tengo claro, quizá otra pregunta me de la respuesta: va a conseguir este descubrimiento que mi vida y la de los que me rodean sea más fácil, sencilla y tranquila? Piensen bien antes de contestar debido a los intereses que se tienen solo en buscar la solución.

        Nuevamente gracias.

        • Veamos la cuestión desde esta perspectiva: ¿Se ha construido el LHC para buscar el Higgs? No. Seguramente, ninguna de esas otras aplicaciones que aparecen en el artículo enlazado tampoco te interesen en absoluto, pero para no repetir errores pasados, hay que conocer la historia.

          Michael Faraday hizo una presentación de electromagnetismo en 1832 ante el Ministro de Hacienda Británico. Cuando éste le preguntó sobre su utilidad, el científico comentó: “No lo sé, pero algún día podrá cobrar impuestos por ello”. Hasta 1880 no se estableció el primer impuesto sobre la electricidad, 50 años más tarde. Este es sólo un ejemplo, hay cientos de ellos, desde el láser a cualquier aparato de diagnóstico médico moderno, empezaron siendo una curiosidad teórica sin ninguna utilidad… hasta que alguien la encontró.

          Es legítimo plantearse si ahora es el momento de hacer estas inversiones. Personalmente pienso que sí, ya que, como se ha indicado anteriormente, la ciencia siempre rinde beneficios a largo plazo. Centrarnos en el cortoplacismo nos deja una importante estrechez de miras y puede que estemos pasando por alto temas de vital importancia simplemente porque es un camino que no sabemos dónde nos llevará.

          Quizá, las preguntas importantes que debe hacerse son: ¿Realmente es significativo el coste de estos estudios respecto a la economía europea global? Y segunda: ¿Realmente no hay ninguna otra cosa menos prioritaria de la que se pueda restringir gasto? Creo que las respuestas son obvias…

          Dejo un enlace a un artículo de Francis que puede que ayude en esta cuestión:
          http://francisthemulenews.wordpress.com/2009/01/14/%C2%BFque-beneficio-practico-obtendremos-gracias-a-la-busqueda-del-boson-de-higgs-en-el-lhc-del-cern/

          Un saludo

          • eldelbar

            Sublime, este es el tipo de respuesta que estaba buscando la cual satisface aún mas mis inquietudes. Sin duda me he pecipitado en mis juicios por desconocimiento, pero creo que estas cosas deberían de contarse así primero antes de bombardear al público con noticias sensacionalistas (y no me refiero a este blog sino al conjunto de medios) que hacen pensar que todo esto es sólo vender humo.

            • Me alegra que quedes satisfecho con la respuesta. Tienes mucha razón en lo que respecta a los grandes medios, donde sólo aparece ciencia para patearla un poco y dar la imagen de que se están gastando un pastón en dilucidar el sexo de los ángeles.

              Un saludo

    • Mr. Soflamas Inflamdas

      España contribuye al presupuesto del CERN con algo menos del 9%, sobre 60 millones de euros. El aeropuerto de Castelló, que no funciona, que se sepa, lleva consumidos 150 millones para que los conejos anden sobre la pista. Y eso sólo es una minúscula fracción de la corrupción (fundamentalmente bancaria) de esa Comunidad Autónoma. No cito el de La Mancha, que sobrepasa los 1.000 millones de euros (ese sí puede funcionar, pero tampoco funciona) porque “teóricamente” es privado, pero dado que a los bancos se les está “rescatando” con dinero de la ciudadanía, supongo que se indignará si se molesta en averiguar lo que nos lleva ya costado el FROB a todos los ciudadanos (el presupuesto del CERN hasta 2112), que además sirve para lo mismo que para sacar agua del Titanic con baldes. Y vea que el FROB es una mierdecilla al lado de las sinvergüencerías similares de otros estados de la UE.

      El consumo anual en electricidad del Estado español (hablo de memoria, pero la cifra redonda está en la web de REE) son unos 250.000 GWh (251.000 algo, en 2011), es decir, el CERN representa menos del 0,32% del consumo español de electricidad. Creo que las Voyager le salieron bastante más caras al contribuyente norteamericano, por poner otro ejemplo cualquiera. Y por supuesto, cualquier “pieza de armamento” del ejército español es muchísimo más caro que todo el presupuesto que España paga al CERN (en el van incluidos sueldo y formación de los científicos españoles allí destinados, que son bastantes), un Eurofighter Typhoon (*UNO*SÓLO*) cuesta 90 millones de euracos, un 50% más que el presupuesto español al CERN, y obviamente tan magna obra de la tecnología puede ir a preguntarle a un libio para lo que vale (no, no creo que esto sea demagogia, francamente).

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