7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 1

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Felipe Lara Poblete
hace 7 años
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2 2 TeV = 2000 GeV = energía aproximada de un mosquito en vuelo 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 2

3 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 3

4 Materia ordinaria Siglo XIX (Dalton) Siglo XIX (Mendeleev) Grecia clásica 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 4

5 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 5

6 Qué es la materia? Materia ordinaria Atomo, a comienzos del Siglo XX Thomson Rutherford Bohr 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 6

7 Qué es la materia? Materia ordinaria Núcleo, a mediados del Siglo XX m, ( metros) núcleos y electrones m, protones y neutrones m, quarks 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 7

8 Materia ordinaria 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 8

9 La revolución de las Partículas u c t d s 1947 b 1978 Seis quarks ν e 1956 e ν μ 1963 μ ν τ 2000 τ Seis leptones 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 9

10 Neutrinos Solares: 6.65 x /cm 2 /sec Foto del Sol usando neutrinos 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 10

11 R ~ m (fuerte) Mediador: gluones R ~ m (débil) Mediador: W+,W-,Z R ~ m (electromagnetica) Mediador: fotón R > 10 6 m (gravitational) Mediador: gravitón?? 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 11

12 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 12

13 ν e D U E C S μ B ν μ τ Mass T El campo de Higgs ν τ La masa de las partículas determinada por la fuerza de interacción con el campo de higgs 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 13

14 ffermiones de spin 1/2 Bosones de spin 0 Leptons Quarks ν u d e e ν c s μ t b ν μ τ τ Sleptons Squarks u% c% t% d % s% b % ν% e e% ν% μ ν% τ μ% τ% The Generations of Matter The Generations of Smatter 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 14

15 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 15

16 Paul Dirac predijo la existencia del positrón en 1928 Partículas de antimateria: Iguales masas, Iguales comportamientos frente a las interacciones (o casi?), Cargas opuestas 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 16

17 Positron, 1932 C.D. Anderson Antiproton, 1955 O. Chamberlain, E. Segrè et al Antideuteron, 1965 L. Lederman, S. Ting et al Antihydrogeno Anti-atoms, 2002 ATHENA, CERN 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 17

18 e + e - E = mc 2 e + e- e- γ e + -e e- γ Producción Hilo de metal Región de campo magnético 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 18

19 En la radiación cósmica Producción indirecta En los acumuladores de los aceleradores 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 19

20 El contenido del Universo 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 20

21 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 21

22 Las herramientas Por qué necesitamos altas energías? Para estudiar los objetos, se bombardean con partículas o con ondas electromagnéticas: Onda visible La resolución está limitada por el fenómeno de la difracción Anillos de difracción 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 22 Optica perfecta

23 Las herramientas Por qué necesitamos altas energías? La resolución depende de la longitud de onda D: apertura λ = longitud de onda résolution spatiale 1,22 λ/d luz visible :λ 0.5 μm Tamaño del grano en el microscopio óptico 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 23

24 Las herramientas Por qué necesitamos altas energías? Mecánica cuántica :pequeñas dimensiones equivalencia onda-corpúsculo E = hc / λ constante de Planck longitud de onda Microscopio electrónico: Estructura cristalina Moléculas coloidales 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 24

25 Los Grandes Aceleradores CERN 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) FERMILAB 25

26 El mayor laboratorio del mundo En torno a ingenieros y físicos Nada que ver con el CERN de Angeles y Demonios 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 26

27 Diseño de LHC, desde 1984, comienzo de construcción de LEP 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 27

28 Diseño de LHC, desde 1984, comienzo de construcción de LEP 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 28

29 COMO FUNCIONA UN ACELERADOR? 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 29

30 El acelerador LHC Superconductores ( 1.9 ºK) 14 TeV energía de los 2 protones que colisionan. ( dan vueltas al acelerador cada segundo y con la energía de todos ellos haríamos correr un coche a cerca de 1700 km/hora! ) 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 30

31 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 31

32 Descubrimiento de J/ψ (Premio Nobel 1976) p+be e + +e - +x J Samuel C.C. Ting (Brookhaven) Burton Richter (SLAC) e + e - hadrones, e + e -, and possibly μ + μ - ψ 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 32

33 Producción de J/ψ 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 33

34 Las Grandes Colaboraciones 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 34

35 Los Grandes Detectores 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 35

36 Detectores de Partículas 1. Las partículas al cruzar el detector chocan con los átomos y liberan electrones 1. Ios electrones son atraídos por un hilo 1. la señal eléctrica se amplifica y se envía a un ordenador 1. la trayectoria es reconstruida por el ordenador 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 36

37 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 37

38 Tipos de sucesos LHC..\..\..\Animaciones\ani\de t_atlas\lhc_atlas.htm.swf.../ 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 38

39 7654 científicos e ingenieros registrados en nacionalidades de 580 instituciones mundiales A Toroidal LHC Apparatus: ATLAS Unos 2000 científicos/experimento! 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 39

40 CMS pesa Tm, como la Torre Eiffel 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 40

41 Algunos datos de LHC 800 millones de colisiones/seg (equivaldría a 1 millón de CD s/seg). 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 41

42 ATLAS ATLAS CMS Almacenamiento: Almacenamiento Toma de datos GBytes/seg Velocidad de adquisicion de datos GBytes/seg Almacenamiento 5-8 PetaBytes/año LHCb Acumulando datos a 5-8 PetaBytes/año 1 PetaByte= GBytes! 10 PetaBytes de disco En 1 año la pila de CD s llegaría a la Procesando estratosfera 200,000 PCs actuales Potencia de cálculo Para el análisis de estos datos serían necesarios 200,000 PCs de hoy 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 42 LHCb

43 7 March, 2011 CMS OUTREACH GROUP Prompt and non-prompt J/ψ product The paper, published in the European Physical Journal C, presents the first measurement of J/ψ meson [a bound state of a charm quark and a charm anti-quark] production at a centre-of-mass energy of 7 TeV at the LHC. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 314 nb -1. The production of J/ψ occurs in three ways: prompt J/ψ produced directly from pp collisions; prompt J/ψ produced indirectly, χ c ; and non-prompt J/ψ from the decay of a b-hadronion in pp collisions at s = 7 TeV.. Submitted by Fabrizio Palla and Roberto Covarelli.A measurement of the ratio of the crosssection of ψ(2s) to J/ψ decaying into muon pairs is expected in the coming months, with the beneficial cancellation of the muon-related efficiency errors, as well as of the luminosity uncertainty. To shed further light on the J/ψ production puzzle, a polarization measurement is expected in the coming months with the full 2010 data set. 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 43

44 El LHC, desafío tecnológico en aceleradores y detectores La instalación superconductora mayor del mundo Criogenia y vacío en la frontera de la tecnología ( es el lugar más frío del Universo con esas dimensiones, 1.9º K) Casi mil millones de colisiones pp por segundo Cientos de partículas en cada colisión Volúmenes de datos nunca conocidos; equivalente a una columna 25 Km. de DVD en un año. GRID, el gran reto tecnológico de la informática Necesaria una gran inteligencia de selección de sucesos interesantes complejos detectores que son obras de arte y tecnología operados por colaboraciones de miles de científicos..\..\..\animaciones\lhcmovie10_en.mov 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 44

45 Otros colisionadores: Linear Colliders Parámetros: Longitud: 30 kms Gradiente: MV/m 7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 45

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