el experimento en física de partículas del siglo ha comenzado


Hoy ha sido el día en que se ha puesto en marcha en la frontera entre Francia y Suiza el experimento de física de partículas más importante de la historia, la puesta en marcha del colisionador de partículas LHC (Large Hadron Collider) del CERN, con el objetivo principal de descubrir la partícula que según la teoría proporciona la masa al resto de las partículas que la poseen y sobre la cual actúa la fuerza de la gravedad, el llamado bosón de Higgs. De paso también se pretende averiguar algo sobre la naturaleza de la llamada materia oscura, que no se puede ver o detectar directamente con los instrumentos de que disponemos actualmente.

Yo he podido asistir virtualmente al evento desde mi trabajo en la Universidad de Cantabria a través de la emisión en directo de la Radio 4 de la BBC, que tiene una programación especial en el día de hoy.

Además me he dado una vuelta por la red en busca de información de todo tipo sobre el evento. Para empezar con el periódico local de Cantabria, El Diario Montañés, que se ha hecho eco de la celebración del evento (evidentemente a la hora de realizar la edición no se había producido todavía) Es curioso que no se mencione la aportación realizada por investigadores y técnicos del Instituto de Física de Cantabria (IFCA) al éxito de este proyecto, en concreto en la fabricación de uno de los detectores del acelerador, el CMS (Compact Muon Solenoid)

Entre las cosas más curiosas que he encontrado se encuentra un vídeo en youtube (ver resultados de la búsqueda sobre el tema del LHC) que con una canción tipo rap explica cómo funciona la instalación científica:

Otro sitio interesante para ver material audiovisual y reportajes en inglés sobre el evento es en la msnbc (un canal conjunto de Microsoft y la cadena NBC norteamericana) que tienen la siguiente referencia hoy en la página principal de su web:


The Biggest ‘Big Bang Machine’ comes to life

After 14 years of preparation, the latest scientific wonder of the world — Europe’s Large Hadron Collider — cranks into action. Full story

Interactive: Inside the Hadron Collider

Video: Scientists celebrate firing up collider

El vídeo tiene un pequeño inconveniente (que para mí no lo es ya que me sirve para aprender inglés) es que incluye anuncios publicitarios. Existen más vídeos de esta cadena. Por ejemplo uno que da la noticia en directo en la cadena NBC. Otro de ayer, también de las noticias de la NBC, que discute la polémica que ha habido sobre su puesta en marcha ya que algunos científicos han alertado de un supuesto peligro de que el LHC creara un agujero negro que acabara con el mundo (sí, tal y como lo leéis) Hay otro vídeo sobre el mismo tema, muy didáctico. Y por supuesto el vídeo del rap del LHC.

Entre el resto del material que se puede encontrar se encuentra el portal dedicado al LHC y una serie de artículos del editor científico Alan Boyle:

Super-smasher targets massive mystery

Chapter 1: Particle collider comes close to the big bang on a small scale

By Alan Boyle
Science editor MSNBC
updated 2:12 p.m. ET Sept. 8, 2008

MEYRIN, Switzerland – In the beginning was the big bang.

God may have been around before then — but as far as scientists are concerned, the big bang is as far back as they can go. And to get back there, they’re getting ready to blast subatomic particles so energetically that the extreme conditions of the freshly born universe will be re-created on Earth.

Will those “little big bangs” crack age-old scientific mysteries? Or, despite repeated assurances from the world’s top experts, will they create black holes that could gobble up the planet? After decades of preparation, scientists are finally switching on a machine that will separate the facts from what is plainly science fiction.

[…]

Discovery or doom? Collider stirs debate

Chapter 2: Cutting through the hype over black holes and future benefits

By Alan Boyle
Science editor MSNBC
updated 5:03 p.m. ET Sept. 8, 2008

Will the Large Hadron Collider destroy the world, or help the world?

As the atom-smasher at Europe’s CERN research center is readied for its official startup near Geneva on Wednesday, researchers might wish that the general public was captivated by the quest for the Higgs boson, the search for supersymmetric particles and even the evidence for extra dimensions.

But if the feedback so far is any guide, the real headline-grabber is the claim that the world’s most powerful particle-smasher could create microscopic black holes that some fear would gobble up the planet.

[…]

Finalmente hay un artículo muy interesante sobre el Bosón de Higgs, la partícula que supuestamente dota de masa a las partículas que la tienen, por el propio descubridor de la partícula, el señor Peter Higgs:

Top scientist: We will find the ‘God particle’

Particle theoretically gives rise to mass but has never been detected

British physicist Peter Higgs maintains that particle known as “Higgs boson” will be found when the Large Hadron Collider, where he is shown here, starts fully operating early next year.

By Alexander G. Higgins
Associated Press (AP)
updated 12:26 p.m. ET Sept. 8, 2008

GENEVA – The father of a theoretical subatomic particle dubbed “the God particle” says he’s almost sure it will be confirmed in the next year in a race between powerful research equipment in the United States and Europe.

British physicist Peter Higgs, who more than 40 years ago postulated the existence of the particle in the makeup of the atom, said his visit to a new accelerator in Geneva last weekend encouraged him that the Higgs boson will soon be seen.

The multibillion-dollar Large Hadron Collider, under construction since 2003, is expected to start operating this summer at the European Laboratory for Particle Physics, known by the French acronym CERN.

[…]

5 comentarios en “el experimento en física de partículas del siglo ha comenzado

  1. Hoy la noticia se ha publicado con cierto detalle en la prensa local. Una página entera. No está mal.

    SOCIEDAD

    El experimento del siglo arranca con éxito en busca de respuestas

    El objetivo del LHC es «adquirir la comprensión sobre el comportamiento de la materia más fundamental», para «hacer descubrimientos espectaculares»

    11.09.08 – COLPISA

    El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, siglas en inglés), el mayor acelerador de partículas del mundo, empezó a funcionar el miércoles en la frontera franco-suiza con la misión de dar respuesta a las grandes preguntas sobre el origen del Universo. Una primera ráfaga de partículas efectuó el miércoles por la mañana una vuelta completa al anillo de 27 km, enterrado a 100 metros bajo tierra, cerca de Ginebra.

    […]

    Tampoco se menciona la participación de científicos cántabros en el LHC. Menos mal que la Universidad de Cantabria se ha acordado hoy en su sección de noticias ….

    11 de septiembre de 2008

    El IFCA en el LHC

    Ayer se puso en marcha con gran éxito el LHC, proyecto en el participan activamente investigadores de la UC y del CSIC

    El mayor instrumento científico jamás construido se puso en funcionamiento ayer, por primera vez, con gran éxito. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) instalado en un túnel circular de 27 km. de longitud, enterrado a 100 metros de profundidad y situado en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), en la frontera entre Francia y Suiza.

    Investigadores del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), centro mixto del CSIC y la UC, ya han obtenido los primeros datos y observaciones. El éxito de las pruebas realizadas ayer, encaminadas a hacer circular los haces a través de todo el perímetro del acelerador, “se manifiesta en la existencia de algunas colisiones del halo del haz con los elementos de los detectores”, según ha explicado el investigador de la UC, Alberto Ruiz Jimeno.

    Físicos del IFCA trabajan desde hace más de 15 años, bajo la dirección de la catedrática de la Universidad de Cantabria, Teresa Rodrigo, en la preparación y puesta a punto del sistema de alineamiento interno de uno de los cuatro detectores, llamado CMS, que forma parte del acelerador.

    Asimismo, han participado activamente en la preparación para la toma de datos y continuarán con el análisis de los mismos. “Las labores finales previas al funcionamiento del acelerador que se han llevado a cabo en CMS son exhaustivas. Se han comprobado todos nuestros componentes en distintas configuraciones de campo magnético del detector para estar seguros de que todo estaría listo el día D a la hora H”, según explica, Gervasio Gómez, físico del CSIC y responsable de la toma de datos del sistema de alineamiento del experimento.

    Qué es el LHC

    Por este acelerador, el más potente del mundo, ya circulan protones a velocidades muy próximas a la de la luz en sentidos opuestos, colisionando entre sí en cuatro puntos específicos del mismo. En estos puntos se han construído enormes detectores de partículas que permitirán observar los resultados de las colisiones.

    Todos los parámetros de esta máquina son extraordinarios por lo que resulta difícil extraer los más llamativos. Por el acelerador, cuando esté a pleno funcionamiento en unos meses, circularán en cada sentido haces de protones que darán unas 11.000 vueltas por segundo. Estos haces se cruzarán entre sí 30 millones de veces por segundo por lo que los sistemas de toma de datos de este gigante tendrán que tratar la ingente cantidad de 600 millones de colisiones cada segundo.

    Además, la energía que tiene cada uno de los protones es siete veces superior a la del acelerador más potente actualmente en funcionamiento, el Tevatron en Chicago, de forma que cada haz de protones contiene la misma energía que un tren de alta velocidad a pleno rendimiento. Las colisiones que se producirán en el LHC serán de tal energía que permitirán a los científicos estudiar los instantes inmediatamente posteriores a la gran explosión, llamada Big-Bang, con la que se originó nuestro universo hace unos 13700 millones de años.

    + información:

    Web del IFCA: http://www.ifca.es
    Web del CERN: http://webcast.cern.ch/

    Por supuesto en la web del CERN se ha reflejado la noticia:

    First beam in the LHC – accelerating science

    Geneva, 10 September 2008. The first beam in the Large Hadron Collider at CERN1 was successfully steered around the full 27 kilometres of the world’s most powerful particle accelerator at 10h28 this morning. This historic event marks a key moment in the transition from over two decades of preparation to a new era of scientific discovery.

    […]

    En youtube he encontrado 128 enlaces con la cadena de búsqueda LHC First Beam.

  2. Parece ser que el sistema informático del LHC no es todo lo seguro que cabría esperar, como demuestra esta noticia aparecida hoy en el periódico El Mundo:

    Un grupo de ‘hackers’ logra infiltrarse en el sistema informático del LHC

    * “Sólo queremos alertar de la debilidad del sistema”, alertaron los ‘piratas’.

    * Un portavoz del CERN asegura que “el incidente no ha dejado ningún daño”.

    «Os estamos bajando los pantalones porque no queremos veros desnudos buscando algún lugar donde esconderos cuando llegue el pánico». Un grupo de hackers griegos ha dejado en ridículo a los responsables del recién estrenado Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor acelerador de partículas del mundo, al conseguir infiltrarse en su sistema informático e introducir un archivo con este sardónico mensaje.

    Según ha revelado el diario británico The Daily Telegraph, el ataque de estos piratas ha generado una preocupación considerable entre los científicos del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) de Ginebra sobre la seguridad de la instalación, al desvelar la vulnerabilidad de sus ordenadores.

    El grupo de hackers, que se autodenomina el Equipo Griego de Seguridad, se burla en su mensaje de la debilidad del LHC, y tilda de «colegiales» a los técnicos responsables de proteger la seguridad informática de la instalación donde el pasado miércoles se inició lo que muchos consideran el experimento científico más ambicioso de la Historia.

    Los piratas, en todo caso, afirman en su mensaje que su intención no es provocar daño alguno al acelerador de partículas, sino llamar la atención sobre la debilidad de sus ordenadores.

    Al parecer, según informó a ‘The Daily Telegraph’ a un investigador del CERN que no quiso desvelar su nombre, los hackers estuvieron a «sólo un paso» de penetrar en el sistema de control de uno de los cuatro grandes detectores de partículas del acelerador, el llamado CMS, una inmensa estructura magnética de 12.500 toneladas que mide 21 metros de alto y 15 metros de ancho.

    Esta fuente anónima aseguró que si hubieran logrado introducirse en esta red informática, podían haber interrumpido el funcionamiento de buena parte de sus componentes.

    «Esta máquina es enormemente compleja, y si ya es difícil hacerla funcionar de por sí, no digamos si encima alguien encima empieza a sabotear el sistema», aseguró el científico del CERN.

    Afortunadamente, sólo un archivo resultó dañado durante el ataque de los piratas griegos, pero otro de los investigadores que trabaja en el LHC reconoció que se sintió «asustado» durante el ataque. A raíz del incidente, los responsable del CERN han decidido bloquear el acceso del público a la web del detector CMS.

    Gabinete de crisis

    El director de comunicación del centro, James Gillies, intentó ayer quitar hierro al asunto, asegurando que «no parece que se haya provocado daño alguno». Este portavoz reconoció que los hackers «querían demostrar que el CMS es vulnerable», pero aseguró que el incidente «se detectó rápidamente».

    Los piratas griegos iniciaron su ataque a la misma hora en la que el pasado miércoles los investigadores del CERN inyectaron por primera vez un haz de protones en el núcleo del acelerador: un túnel de 27 kilómetros en el que se recrearán las condiciones que existieron inmediatemente después del Big Bang.

    Mientras centenares de científicos y periodistas presenciaban el primer ensayo general del LHC, los responsables del proyecto tuvieron que montar un pequeño gabinete de crisis para aislar y eliminar la media docena de archivos que los hackers consiguieron introducir en el sistema informático del acelerador.

    «Lo que ocurrió no fue grave, pero demuestra que siempre hay gente que puede convertirse en una amenaza», reconoció al diario británico otro investigador del CERN.

    El sistema informático que los piratas griegos lograron invadir fue el llamado CMSMON, que controla el software que utilizarán los científicos para analizar los resultados de las colisiones de protones que se realizarán en el interior del acelerador para intentar identificar los componentes más elementales de la materia.

    Recientemente, los directivos del CERN crearon un equipo de trabajo para analizar la seguridad informática de la instalación científica. Uno de sus documentos alcanzó una preocupante conclusión: «Algunos incidentes recientes demuestran que la cuestión de la seguridad se está convirtiendo en un problema». El ataque de los piratas griegos ha dejado fuera de toda duda que el «problema» es grave.

    (Elmundo.es)

  3. Se ha publicado un informe del estado del LHC ayer en el que se informa de los progresos realizados hasta ahora. Por lo visto han logrado introducir y extraer un haz en una de las direcciones. También han sufrido una avería en el sistema criogénico que enfría los transformadores que producen los fuertes campos que mantienen a los haces de partículas en sus órbitas.

    LHC progress report, week 1

    Geneva, 18 September 2008. After a spectacular start on 10 September, the LHC enjoyed a mixed first week of commissioning with beam. To get beams around the ring in both directions on the first day exceeded all expectations, and the success continued through the night, with several hundred orbits being achieved.

    The next step in the commissioning process is to bring in the radio-frequency (RF) system that keeps the beams bunched, rather than spreading out around the ring, and will eventually accelerate them to 7 TeV. The RF system works by ‘capturing’ the beam, speeding up the slower moving particles and slowing down the faster ones so that the beam remains bunched into fine threads about 11 cm long. Without it, the beam quickly dissipates and cannot be used for physics.

    On Thursday night, 11 September, beam two, the anti-clockwise beam, was captured and circulated for over half an hour before being safely extracted from the LHC. The next step is to repeat the process for beam one, and that is set to begin this week.

    The intervening time has been spent recovering cryogenic conditions after the failure of a power transformer on one of the surface points of the LHC switched off the main compressors of the cryogenics for two sectors of the machine. The transformer, weighing 30 tonnes and with a rating of 12 MVA, was exchanged over the weekend. During this process, the cryogenics system was put into a standby mode with the two sectors kept at around 4.5 K. Since the beginning of the week the cryogenics team have been busy re-cooling the magnets and preparing for operation with beam, which is currently forecast for today. The next stage of the commissioning will be single turn studies using beam one, followed by RF capture and circulating beam in both rings.

    The LHC is on course for first collisions in a matter of weeks. Next update 24 September at the latest.

  4. El pequeño problema de criogenización en el LHC que se mencionaba hace dos días parece que se ha convertido en un verdadero problema que va a retrasar por lo menos dos meses los planes hacia las primeras colisiones. La noticia la he visto hoy en el periódico local (El Diario Montañés):

    SOCIEDAD

    Las incógnitas del Universo tendrán que esperar tras la avería del LHC

    Un error en una conexión eléctrica defectuosa entre dos imanes produce un fallo mecánico que tardará en solventarse al menos dos meses

    21.09.08 – GINEBRA

    El acelerador de partículas (Gran Colisionador de Hadrones- LHC), un complejísimo experimento con el que se intenta descifrar misterios clave sobre el origen del Universo, sufrió ayer una nueva avería que lo dejará fuera de funcionamiento al menos por dos meses.

    El LHC, desarrollado en el Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN), comenzó a funcionar hace diez días, pero una semana después fue detenido debido a un problema eléctrico que afectó el sistema de enfriamiento del circuito de 27 kilómetros construido cien metros bajo tierra.

    […]

    Rápidamente he ido a la página del CERN para ver la noticia original de ayer que efectivamente ha confirmado la gravedad de la avería:

    Incident in LHC sector 34

    Geneva, 20 September 2008. During commissioning (without beam) of the final LHC sector (sector 34) at high current for operation at 5 TeV, an incident occurred at mid-day on Friday 19 September resulting in a large helium leak into the tunnel. Preliminary investigations indicate that the most likely cause of the problem was a faulty electrical connection between two magnets, which probably melted at high current leading to mechanical failure. CERN ’s strict safety regulations ensured that at no time was there any risk to people.

    A full investigation is underway, but it is already clear that the sector will have to be warmed up for repairs to take place. This implies a minimum of two months down time for LHC operation. For the same fault, not uncommon in a normally conducting machine, the repair time would be a matter of days.

    Further details will be made available as soon as they are known.

    El fin del mundo tendrá que esperar … ;)

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