El 5 de abril, a las 00:38 horas, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN ha colisionado por primera vez dos haces de protones cada uno con una energía de 4 TeV (teraelectrónvoltio); durante el año pasado todas las colisiones fueron de haces de protones con 3,5 TeV.
Para lograr estas primeras colisiones se han necesitado varias semanas
de trabajo para lograr haces estables, preparar los detectores y comprobar todos los software de análisis.
La luminosidad (número de colisiones por segundo) es muy baja, pero poco a poco en las próximas semanas estos números crecerán exponencialmente.
La figura que abre esta entrada en tiempo real aquí.
La noticia en varios medios: “LHC physics data taking gets underway at new record collision energy of 8TeV,” CERN Press, 5th April, 2012; Vídeo “CERN News – Physics restarts in the LHC at new record energy,” modificado 05 Apr 2012 del original de 30 Mar 2012; “LHC physics data taking gets underway at new record collision energy of 8 TeV,” Symmetry Magazine, April 5, 2012; y muchas otras fuentes.
Usa CC para poner subtítulos y el traductor a español si no sabes inglés.
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN es un colisionador de partículas circular en el que se inyectan dos haces de protones (núcleos de hidrógeno) que recorren el túnel en direcciones opuestas. Cada haz de partículas está formado por paquetes de protones (algo así como que los haces están hechos a base de ráfagas). Durante 2010 y 2011 las colisiones en el LHC del CERN han sido con una energía por haz de protones de 3,5 TeV, es decir, han sido colisiones a 7 TeV en el centro de masas de la colisión. Para el año 2012 se tomó la decisión de subir la energía a 8 TeV en el centro de masas, es decir, usar haces de protones a 4 TeV. Hay que recordar que 1 GeV es la energía equivalente a la masa de un protón (más o menos, pues son 0,938 GeV) y que un 1 TeV son 1000 GeV, luego los protones que recorren el túnel del LHC tienen una energía de 4000 GeV, es decir, 4264 veces la energía equivalente a su masa.
El 30 de marzo de 2012 los primeros haces de protones con 4 TeV recorrieron el túnel del LHC, pero estos haces no eran suficientemente estables como para poder pasar a modo colisiones, así que recorrían el túnel sin cruzarse, mientras se hacían múltiples prueba y ajustes. El 5 de abril, por primera vez, los haces han sido lo suficientemente estables como para que se pasara la máquina a modo colisiones.
Hoy sobre las 00:37 (según el twitter del control de haces) se lograron haces estables y se pasó a modo colisión (según las noticias del CERN fue a las 00:38) y se han producido las primeras colisiones del año 2012. Estas colisiones son de récord, las de mayor energía en el LHC. El número de colisiones por segundo ha sido muy pequeño (se usaron 3 paquetes de protones por haz); cuantos más paquetes tienen los haces y cuanto mayor número de protones hay por haz, mayor es el número de colisiones por segundo (luminosidad instantánea).
El LHC estuvo en modo colisiones durante casi 3 horas.
Hoy sobre las 05:34 se inyectaron haces con 47 paquetes de protones por haz y el LHC ha estado en modo colisiones hasta las 09:42. Hoy a las 12:13 se han vuelto a inyectar haces a 47 paquetes por haz.
En resumen, las colisiones del LHC ya están en marcha.
Y son colisiones de récord.
Por cierto, ¿cómo se sabe en la figura que abre esta entrada que el LHC
está en modo colisiones?
¿Cómo sabemos que son colisiones a 4 TeV c.m.?
El número de colisiones se mide con la luminosidad instantánea (Fill luminosity, instantaneous) para los diferentes detectores (ATLAS en amarillo, CMS en verde, LHCb en azul y ALICE en rojo).
El número total de colisiones acumuladas (grabadas en disco) durante el año 2012 (la luminosidad integrada) aparece como la curva gruesa en amarillo justo en el valor cero; por ahora no se están grabando colisiones en disco. Estas curvas solo se ven cuando el LHC está en modo colisión, por eso, gracias a ellas, sabemos que esta madrugada se han producido las primeras colisiones de 2012 en el LHC.
La intensidad (número de protones por paquete) y la energía (cada protón) en los haces aparecen en esta figura. Las curvas azul y roja corresponden a la intensidad en cada uno de los haces (B1 y B2), que empiezan en casi unos 6 billones de protones y decaen conforme se van produciendo las colisiones (recuerda que hay 47 paquetes sobre las 05:00 y que había solo 3 paquetes sobre las 01:00, mira de nuevo la figura que abre esta entrada); la curva verde corresponde a la energía (cinética) de cada uno de los protones en cada haz, en este caso, 4 TeV por protón.
PS (2): Colisión a 8 TeV observada en el detector CMS del LHC hoy mismo.
La inyección #2469 con 3 paquetes de protones por haz y las primeras colisiones de 2012 duró entre las 00:38 y las 2:04 del 5 de abril y se sumaron 39 nb-1 de colisiones; para dar una idea de los avances, hoy la inyección #2479 con 84 paquetes por haz duró 3:45 horas (entre las 15:00 y las 17:45) sumando 2,9 pb-1 de colisiones.
