Gran Colisionador De Hadrones Lhc
Páginas: 30 (7362 palabras)
Publicado: 11 de junio de 2012
INTRODUCCION
Un acelerador de partículas es un dispositivo que utiliza campos electromagnéticos para acelerar partículas cargadas hasta altas velocidades, y así, colisionarlas con otras partículas. De esta manera, se generan multitud de nuevas partículas que generalmente son muy inestables y duran menos de un segundo, o bien, permite estudiar más a fondo las partículas que fueron colisionadaspor medio de las que fueron generadas. Hay dos tipos básicos de aceleradores de partículas: los lineales y los circulares. En nuestro caso nos enfocaremos en los de tipo circular, el cual posee una ventaja añadida a los aceleradores lineales al usar campos magnéticos en combinación con los eléctricos, por medio de los cuales guían las partículas en una trayectoria circular, obteniendoaceleraciones mayores en espacios más reducidos.
Al hablar de trayectorias de partículas en campos magnéticos y eléctricos, estamos hablando de la física del electromagnetismo y la física de las partículas, dando mayor enfoque a los conceptos de las leyes de Maxwell, la relatividad, energía, mecánica cuántica, etc. Para analizar el uso puntual de las Ecuaciones Diferenciales en el LHC, vamos a estudiar laley de Lorentz que trata básicamente de la fuerza que causa el movimiento de una partícula en un campo magnético y eléctrico, algo totalmente fundamental en el funcionamiento del LHC.
El análisis de los productos derivados de estas colisiones da a los científicos una buena prueba de la estructura del mundo subatómico y las leyes de la naturaleza que lo rigen. Estos pueden hacerse evidentessólo a altas energías y por períodos pequeños de tiempo, y por lo tanto, puede ser difícil o imposible para estudiar en otras formas.
A continuación manejaremos unidades de [eV], para la energía cinética de un electrón, cuando este es acelerado por una diferencia de potencial de 1 [V], 1[eV] equivale a 1.602x10-19 [J].
El gran colisionador de hadrones (LHC) es el acelerador de partículas detipo circular más grande del mundo y con la más alta energía. Fue construido por la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN) en un período de diez años desde 1998 hasta 2008.
El LHC se encuentra en un túnel de 27 kilómetros (17 millas) de circunferencia, a una profundidad de 175 metros por debajo de la frontera franco-suiza cerca de Ginebra, Suiza. Su sincrotrón está diseñado paracolisionar opuestos haces de partículas, ya sea de protones a velocidades de hasta 7 Tera electronvoltios (7 TeV, o 1.12 micro-joule) por nucleón, o núcleos de plomo a una energía de 574 TeV (92,0 μJ) por núcleo (2,76 TeV por nucleón). Fue construido en colaboración con más de 10.000 científicos e ingenieros de más de 100 países, así como cientos de universidades y laboratorios. Fue diseñado paratipos específicos de exploración.
1. GRAN COLISIONADOR DE HADRONES LHC
1.1. OBJETIVOS DEL LHC
Los físicos esperan que el LHC ayude a responder algunas de las cuestiones fundamentales abiertas en la física, en relación con las leyes básicas que rigen las interacciones y las fuerzas entre los objetos, la estructura profunda del espacio y el tiempo, y en particular la intersección de lamecánica cuántica y la relatividad general, donde las actuales teorías y conocimientos no son claros o se descomponen por completo.
El objetivo principal del LHC es permitir a los físicos poner a prueba las predicciones de las diferentes teorías de la física de partículas y de la física de alta energía, y en particular de la existencia del bosón de Higgs y de la gran familia de nuevas teoríaspredichas por la súper-simetría.
Teóricamente se espera que este instrumento permita confirmar la existencia de la partícula conocida como bosón de Higgs, a veces llamada “partícula de la masa”. La observación de esta partícula confirmaría las predicciones y "enlaces perdidos" del Modelo Estándar de la física, pudiéndose explicar cómo las otras partículas elementales adquieren propiedades...
Un acelerador de partículas es un dispositivo que utiliza campos electromagnéticos para acelerar partículas cargadas hasta altas velocidades, y así, colisionarlas con otras partículas. De esta manera, se generan multitud de nuevas partículas que generalmente son muy inestables y duran menos de un segundo, o bien, permite estudiar más a fondo las partículas que fueron colisionadaspor medio de las que fueron generadas. Hay dos tipos básicos de aceleradores de partículas: los lineales y los circulares. En nuestro caso nos enfocaremos en los de tipo circular, el cual posee una ventaja añadida a los aceleradores lineales al usar campos magnéticos en combinación con los eléctricos, por medio de los cuales guían las partículas en una trayectoria circular, obteniendoaceleraciones mayores en espacios más reducidos.
Al hablar de trayectorias de partículas en campos magnéticos y eléctricos, estamos hablando de la física del electromagnetismo y la física de las partículas, dando mayor enfoque a los conceptos de las leyes de Maxwell, la relatividad, energía, mecánica cuántica, etc. Para analizar el uso puntual de las Ecuaciones Diferenciales en el LHC, vamos a estudiar laley de Lorentz que trata básicamente de la fuerza que causa el movimiento de una partícula en un campo magnético y eléctrico, algo totalmente fundamental en el funcionamiento del LHC.
El análisis de los productos derivados de estas colisiones da a los científicos una buena prueba de la estructura del mundo subatómico y las leyes de la naturaleza que lo rigen. Estos pueden hacerse evidentessólo a altas energías y por períodos pequeños de tiempo, y por lo tanto, puede ser difícil o imposible para estudiar en otras formas.
A continuación manejaremos unidades de [eV], para la energía cinética de un electrón, cuando este es acelerado por una diferencia de potencial de 1 [V], 1[eV] equivale a 1.602x10-19 [J].
El gran colisionador de hadrones (LHC) es el acelerador de partículas detipo circular más grande del mundo y con la más alta energía. Fue construido por la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN) en un período de diez años desde 1998 hasta 2008.
El LHC se encuentra en un túnel de 27 kilómetros (17 millas) de circunferencia, a una profundidad de 175 metros por debajo de la frontera franco-suiza cerca de Ginebra, Suiza. Su sincrotrón está diseñado paracolisionar opuestos haces de partículas, ya sea de protones a velocidades de hasta 7 Tera electronvoltios (7 TeV, o 1.12 micro-joule) por nucleón, o núcleos de plomo a una energía de 574 TeV (92,0 μJ) por núcleo (2,76 TeV por nucleón). Fue construido en colaboración con más de 10.000 científicos e ingenieros de más de 100 países, así como cientos de universidades y laboratorios. Fue diseñado paratipos específicos de exploración.
1. GRAN COLISIONADOR DE HADRONES LHC
1.1. OBJETIVOS DEL LHC
Los físicos esperan que el LHC ayude a responder algunas de las cuestiones fundamentales abiertas en la física, en relación con las leyes básicas que rigen las interacciones y las fuerzas entre los objetos, la estructura profunda del espacio y el tiempo, y en particular la intersección de lamecánica cuántica y la relatividad general, donde las actuales teorías y conocimientos no son claros o se descomponen por completo.
El objetivo principal del LHC es permitir a los físicos poner a prueba las predicciones de las diferentes teorías de la física de partículas y de la física de alta energía, y en particular de la existencia del bosón de Higgs y de la gran familia de nuevas teoríaspredichas por la súper-simetría.
Teóricamente se espera que este instrumento permita confirmar la existencia de la partícula conocida como bosón de Higgs, a veces llamada “partícula de la masa”. La observación de esta partícula confirmaría las predicciones y "enlaces perdidos" del Modelo Estándar de la física, pudiéndose explicar cómo las otras partículas elementales adquieren propiedades...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.