7thCM Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 1

Documentos relacionados
Aceleradores de Partículas. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) Carlos Pena

La Aventura de las Partículas. Que es fundamental? De que esta hecho el universo? Que lo mantiene unido?

El Experimento ATLAS

Los grandes aceleradores y experimentos del CERN

Juan Martín Maldacena. Institute for Advanced Study

[ notas. FÍSICA ] El bosón de Higgs

PARTÍCULAS. un mundo dentro de cada átomo

Ley de Coulomb: F = Porqué el núcleo atómico no es inestable? Existen fuerzas nucleares que mantienen estable al núcleo. 1 q.

Introducción a la Física de Partículas

Aceleradores de partículas: LHC

Theory Espanol (Colombia) El Gran Colisionador de Hadrones (Large Hadron Collider) (10 puntos)

Theory Spanish (Costa Rica) El Gran Colisionador de Hadrones (Large Hadron Collider LHC) (10 puntos)

Observación de una nueva partícula con una masa de 125 GeV

Física Nuclear y de Partículas 2005/2006 Tema 1

Unidad 1 Estructura atómica de la materia. Teoría cuántica


Follow up Francisco Barradas-Solas Centro de Intercambios Escolares Consejería de Educación Comunidad de Madrid

GRID e Informática Científica: al servicio de la Ciencia

Los componentes fundamentales de la materia

El bosón de Higgs en el acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider) del CERN

Misterios no resueltos de la Física de Partículas y el Origen del Universo

TÓPICOS DE FÍSICA. LHC: Un túnel al principio de los tiempos. Daniel Tapia Takaki University of Birmingham

Recorrido por la Física de Partículas

Últimos resultados de la búsqueda del bosón de Higgs en el experimento ATLAS

MATERIA MOLÉCULAS ÁTOMOS PARTÍCULAS SUBATÓMICAS. Partícula Masa (g) Carga (Coulombs) Carga unitaria. Electrón

Descubrimiento del Bosón de Higgs

Fuerzas. Las fuerzas que determinan la estructura del Universo son las siguientes:

Observación de una Nueva Partícula con una masa de 125 GeV

Tema 2. La radiación electromagnética (REM) Teledetección 2º Curso de IT en Topografía EPS Jaén

Design of Real Time Data Processing Systems in HEP Experiments. José Torres País

Problemas. Cuestiones. Física 2º Bach. Física moderna 20/05/09 DEPARTAMENTO DE FÍSICA E QUÍMICA. Nombre: [2 PUNTOS /UNO]

EL ÁTOMO CONTENIDOS. ANTECEDENTES HISTÓRICOS. ( ) MODELOS ATÓMICOS. RAYOS CATÓDICOS. MODELO DE THOMSON.

Principios de Aceleradores de Partículas

EL ÁTOMO 1. El átomo. 2. Modelos atómicos. 3. Núcleo atómico. 4. Espectros atómicos. 5. Modelo atómico cuántico.

ZARAGOZA, Junio Toda la tecnología detrás de un acelerador de partículas

INSTITUTO DE FÍSICA DE CANTABRIA IFCA

Luis Manuel Villaseñor Cendejas

Tema 7. APLICACIONES DE LA FISICA NUCLEAR

Introducción a Física de Partículas y Cosmología

ESTRUCTURA DE LA MATERIA VICENTE PUCHADES PUCHADES. SERVICIO DE RADIOFÍSICA Y PROTECCIÓN RADIOLÓGICA DEL HGU SANTA LUCÍA. CARTAGENA.

Introducción al LHC y CMS

Cuál es el origen de la masa?

Qué es el bosón de Higgs? Por qué es tan importante el bosón de Higgs? Cómo funciona el mecanismo de Higgs? Qué es un bosón?

Divulgación de física y astrofísica de partículas en Madrid

Construcción, calibración y evaluación del sistema Link de Alineamiento del Espectrómetro de Muones del Experimento CMS

Medidas en Física de Partículas. (Identificación y Reconstrucción de la resonancia J/Ψ) M.I. Josa CIEMAT 22 Marzo 2011

QUIMICA GENERAL. Docente : Raquel Villafrades Torres

Juan Carlos D Olivo. Reunión Redes Temáticas-AERIS Cd. De México, marzo 2009

Teoría Atómica y Molecular

EXTRUCTURA ATOMICA ACTUAL

ÁTOMO ~ m NÚCLEO ~ mnucleón < m. MATERIA ~ 10-9 m. Átomo FÍSICA MATERIALES PARTÍCULAS

RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA Y TÉCNICAS DE OBSERVACIÓN. Curso Introducción a la Astronomía 1

CRIF Las Acacias 2013 Alberto Casas

I.E.S. Virgen del Puerto Química 2º Bachillerato 2016/2017

La Cosmología y el Universo Oscuro

INTERACTIVEBOOK - Física y Química 4º ESO McGraw-Hill Education Dalton 1.2. Thomson: Descubrimiento del electrón. 1.3.

La estructura atómica: el núcleo

Por. Iveth Margenny Mendoza Gómez MAESTRÍA EN CIENCIAS UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO RECINTO UNIVERSITARIO DE MAYAGÜEZ.

Capítulo 1: El Large Hadron Collider (LHC)

- Marie Curie. - Joseph Thomson. - Ernest Rutherford. - Max Planck. - Albert Einstein. - Niels Bohr. - Louis de Broglie. - Werner Heisenberg

PARTÍCULAS DEL ÁTOMO MODELOS ATÓMICOS. TEMA 7 Pág. 155 libro nuevo

Preguntas y respuestas para entender (por fin) el bosón de Higgs

Comportamiento Electrónico de los Materiales. Tema 1. Fundamentos Físicos de la Estructura Electrónica del Átomo

radiación electromagnética

El ÁTOMO de HIDRÓGENO

El bosón de Higgs, la última partícula

opuestas. 5 La interacción fuerte puede ser dividida en fundamental y residual; la fundamental es la propia interacción fuerte, la

TEMA 5. El modelo estándar de la física de partículas

GUÍA DIDACTICA CURSO FÍSICA 2º BACHILLERATO. PROFESOR: Alicia Blanco Pozos

El CERN y la Física de Partículas

Interrogantes en Física Fundamental

Radiaciones Ionizantes: Utilización y Riesgos RIUR. Guía de estudio

Prometeica - Revista de Filosofía y Ciencias Núm. 3 - ISSN

La teoría de cuerdas y el LHC

M. Eugenia Villaseca R. Licenciada y Profesora de Biología PUCV

2º Bachillerato. Química. Unidad 1 (Estructura atómica de la materia). Fotocopia 1.

Conceptos básicos sobre interacción de la radiación ionizante con la materia

Detectores de partículas

Capítulo 25. Rayos X

INDICE 22. La carga eléctrica Resumen, preguntas, problemas 23. El campo eléctrico Resumen, preguntas, problemas Resumen, preguntas, problemas

Clase N 1. Modelo Atómico I

J.J Thomson propone el primer modelo de átomo:

Esta guía es actualizada regularmente. Para obtener la última versión visitar:

Curriculum vitae para todas las convocatorias

EL BOSÓN DE HIGGS 2 4 preguntas

LA PARTÍCULA DE DIOS. Ing. Armando Nevares

El pasado l0 de septiembre a las l0:28 (hora española) un

ENCONTRAR LOS BLOQUES FUNDAMENTALES CON QUE LA NATURALEZA

El origen del Universo: Del Big Bang hasta nuestros días. Ángel Serrano Sánchez de León Universidad de Mayores URJC

Radiación. Cuerpo Negro Espectros Estructura del Atomo Espectroscopia Efecto Doppler. L. Infante 1

Computación Grid en el Acelerador LHC

Experimento 12 LÍNEAS ESPECTRALES. Objetivos. Teoría. Postulados de Bohr. El átomo de hidrógeno, H

La búsqueda de los constituyentes últimos

ESTUDIO Y VALIDACIÓN DE SENSORES PARA EL SISTEMA LINK DE ALINEAMIENTO DEL EXPERIMENTO CMS

Historia de Aceleradores

QUÍMICA 2º BACH. TEMA 1. ESTRUCTURA ATÓMICA.

Entrevista de Eduard Punset con John Ellis, físico teórico del Centro Europeo para la Física de Partículas (CERN). Ginebra, septiembre de 2008.

DE QUÉ ESTÁ HECHO EL UNIVERSO? De las partículas elementales a la materia oscura

Computación Grid para el experimento CMS del LHC

Transcripción:

7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 1

2 TeV = 2000 GeV = energía aproximada de un mosquito en vuelo 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 2

7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 3

Materia ordinaria Siglo XIX (Dalton) Siglo XIX (Mendeleev) Grecia clásica 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 4

7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 5

Qué es la materia? Materia ordinaria Atomo, a comienzos del Siglo XX Thomson Rutherford Bohr 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 6

Qué es la materia? Materia ordinaria Núcleo, a mediados del Siglo XX 10-10 m, (0.0000000001 metros) núcleos y electrones 10-14 m, protones y neutrones 10-15 m, quarks 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 7

Materia ordinaria 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 8

La revolución de las Partículas u c t 1976 1995 d s 1947 b 1978 Seis quarks ν e 1956 e ν μ 1963 μ ν τ 2000 τ 1895 1936 1973 Seis leptones 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 9

Neutrinos Solares: 6.65 x 10 10 /cm 2 /sec Foto del Sol usando neutrinos 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 10

R ~ 10-15 m (fuerte) Mediador: gluones R ~ 10-17 m (débil) Mediador: W+,W-,Z R ~ 10-10 m (electromagnetica) Mediador: fotón R > 10 6 m (gravitational) Mediador: gravitón?? 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 11

7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 12

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 -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 13

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 -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 14

7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 15

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 -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 16

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, ATRAP @ CERN 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 17

e + e - E = mc 2 e + e- e- γ e + -e e- γ Producción Hilo de metal Región de campo magnético 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 18

En la radiación cósmica Producción indirecta En los acumuladores de los aceleradores 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 19

El contenido del Universo 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 20

7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 21

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 -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 22 Optica perfecta

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 -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 23

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 -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 24

Los Grandes Aceleradores CERN 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) FERMILAB 25

El mayor laboratorio del mundo En torno a 10000 ingenieros y físicos Nada que ver con el CERN de Angeles y Demonios 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 26

Diseño de LHC, desde 1984, comienzo de construcción de LEP 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 27

Diseño de LHC, desde 1984, comienzo de construcción de LEP 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 28

COMO FUNCIONA UN ACELERADOR? 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 29

El acelerador LHC Superconductores ( 1.9 ºK) 14 TeV energía de los 2 protones que colisionan. ( dan 10000 vueltas al acelerador cada segundo y con la energía de todos ellos haríamos correr un coche a cerca de 1700 km/hora! ) 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 30

7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 31

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 -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 32

Producción de J/ψ 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 33

Las Grandes Colaboraciones 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 34

Los Grandes Detectores 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 35

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 -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 36

7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 37

Tipos de sucesos LHC..\..\..\Animaciones\ani\de t_atlas\lhc_atlas.htm.swf.../ 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 38

7654 científicos e ingenieros registrados en 2007 85 nacionalidades de 580 instituciones mundiales A Toroidal LHC Apparatus: ATLAS Unos 2000 científicos/experimento! 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 39

CMS pesa 12000 Tm, como la Torre Eiffel 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 40

Algunos datos de LHC 800 millones de colisiones/seg (equivaldría a 1 millón de CD s/seg). 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 41

ATLAS ATLAS CMS Almacenamiento: Almacenamiento Toma de datos 0.1 1 GBytes/seg Velocidad de adquisicion de datos 0.1 1 GBytes/seg Almacenamiento 5-8 PetaBytes/año LHCb Acumulando datos a 5-8 PetaBytes/año 1 PetaByte= 1000000 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 -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 42 LHCb

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 -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 43

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 -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 44

Otros colisionadores: Linear Colliders Parámetros: Longitud: 30 kms Gradiente: 20-30 MV/m 7thCM -11-3-2011 Alberto Ruiz Jimeno (IFCA) 45