lunes, 28 de julio de 2008

El gran colisionador de hadrones (LHC) III: Estructura

El gran colisionador de hadrones (LHC) es un acelerador de partículas. Un acelerador de partículas es un dispositivo que acelera partículas cargadas y luego las hace colisionar contra un objetivo.

La estructura básica de un acelerador tiene como componentes básicos: una fuente de partículas elementales, un tubo donde existe un vacío que sirve para que las partículas se desplacen, un sistema para que las partículas aumenten su velocidad y energía para luego hacerlas chocar. Cuando se produce una colisión entre las partículas la cantidad de energía que se libera es muy grande y el sitio donde ocurre hay una transformación de la energía en materia. Es así que aparecen partículas algunas ya conocidas y otras que no se tiene completo conocimiento de ellas.

El LHC para tal propósito tiene un anillo de 27 kilómetros de circunferencia que esta formado por imanes supraconductores y estructuras que aceleran además de aumentar la energía de las partículas que atraviesan por el. Como se había mencionado anteriormente en el interior del acelerador dos haces de partículas circularán en sentido contrario, para lograr esto los haces viajarán en tubos distintos situados en un vacío de alto nivel (ultravacío). Los haces serán guiados por el campo electromagnético formado por los electroimanes supraconductores.

Estructura del LHC
Estructura del LHC, en el cual se aprecia el túnel y los electroimanes supraconductores. Propiedad del CERN.

Los imanes están compuestos de una bobina especial que los hacen funcionar como un supraconductor, es decir conducen de forma eficiente la electricidad sin perdida de energía ni resistencia. Para poder lograr esto, deben funcionar a una temperatura de -271º C. Es por esta razón que el acelerador esta conectado a un sistema de distribución de helio líquido que enfría los imanes así como otros sistemas contiguos.

Los haces son dirigidos en el acelerador mediante imanes de diferentes variedades y tamaños. Estas variedades incluye 1234 imanes bipolares de 15 metros de longitud usados para que los haces de partículas sigan una trayectoria de curva y y 392 imanes cuadripolares de 5 a 7 metros de longitud que enfocan los haces. Momento antes de que ocurra la colisión se usa otro tipo de imanes que "unen" las partículas para incrementar la probabilidad de colisión. Lograr la colisión de partículas equivaldría a lanzar dos agujas a una distancia de 10 kilómetros y esperar que se logre el choque.

Los sistemas de control del acelerador y la infraestructura técnica están alojado en el Centro de Control del CERN. Es desde ahí donde se activaran las colisiones de los haces de partículas.

Con información de CERN | LHCCountdown | LHC

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