miércoles, 22 de febrero de 2012

Dectector ALICE. Créditos: CERN.

La semana pasada, las personas que manejan el LHC presentaron sus planes para su programa de 2012. Al anunciar los resultados del 2011, los físicos indicaron que se tienen suficientes datos para que a finales de este año confirmen si el bosón de Higgs existe en torno a 125 GeV, donde se había detectado una señal tentadora. Para asegurarse de que esto suceda, se ha establecido un calendario que se asegurará  de lograr las colisiones este año. También se habla de una pausa antes de enviar el colisionador en una parada prolongada, que comenzará el próximo invierno.

Un fallo catastrófico en la historia temprana del LHC reveló un defecto en algunos de los equipos superconductores que ayudaba a mantener los protones en la pista. Para compensar, el acelerador ha estado funcionando a 3.5TeV (para lograr una energía combinada de 7TeV), la mitad de la energía para la que fue diseñado y que requirió un largo descanso para reemplazar el hardware defectuoso. Sin embargo con energía reducida, el LHC ha superado las expectativas, la colocación de una respuesta definitiva sobre el bosón de Higgs a su alcance. Esa perspectiva ha provocado la revisión del LHC sobre sus planes con la expectativa de que el bosón de Higgs se pueda descubrir o descartar antes de la parada prolongada.

Hay dos formas de aumentar las posibilidades de descubrir nueva física en el LHC. La primera consiste en aumentar la energía, lo que abre un territorio inexplorado y la otra aumentar la frecuencia de eventos interesantes a bajas energías. El éxito de la gestión 2011 ha convencido de tomar la primera opción, por lo que cada haz estará funcionando a 4TeV en 2012. Eso suma un total de 1TeV a las energías de colisión, un aumento del 15 por ciento. No es un cambio enorme, pero mantiene las posibilidades de que otra falla catastrófica aceptablemente bajas.

Esto debería permitir que la opción número dos ayude a: aumentar la tasa de colisiones. Los protones circulan en el LHC en racimos y hay varias maneras de que se logre un máximo de colisiones cada vez que los racimos se cruzan. Estos preparan más protones en cada racimo, apretando los racimos hasta que una compacta sección transversal, aumente el número de racimos y disminuya la separación entre los racimos. La mayoría de estos enfoques requieren cambios a través de toda la cadena de acelerador y un poco de experiencia práctica para lograrlo.

Para lograr que la experiencia práctica sin interrumpir el trabajo, el equipo que ejecuta el acelerador ha incluido un descanso en medio de la programación. Cada uno de los descansos representan el tiempo gastado probando un nuevo método de compresión de colisiones en la misma cantidad de tiempo.

El LHC está diseñado para funcionar con una brecha de 25 nanosegundos entre los racimos, pero tomando en cuenta los planes de 2012 la separación se mantiene en la cifra actual, 50ns. Pero todavía queda margen de mejora en otras áreas. Pero incluso sin ningún refuerzo adicional, el LHC debería comenzar este año la alta tasa de colisiones que alcanzó a finales de 2011. Eso por sí solo proporcionará un aumento significativo en la recopilación de datos en comparación con el año pasado.

Hasta ahora, las mejoras de cada año han superado las expectativas cautelosas establecidas durante estas reuniones, así que hay muchas razones para esperar que el equipo volverá a hacerlo este año. Y, si algo sale mal y los datos que se recogen no son suficientes para concretar el bosón de Higgs a finales de este año, siempre hay la opción de revisar el calendario de las reuniones de invierno que viene. Eso es lo que sucedió el año pasado.

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