El LHC aumenta por diez su luminosidad y alcanza 30 horas de funcionamiento sin paradas

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor acelerador de partículas del mundo situado en Ginebra (Suiza), registró un nuevo récord a principios de mayo al aumentar diez veces su luminosidad instantánea desde su puesta en funcionamiento a 7 teraelectronvoltios (7 TeV) el pasado 30 de marzo. La luminosidad instantánea mide la cantidad de partículas que chocan entre sí en un punto concreto del acelerador, lo que determina el número de colisiones que los científicos pueden analizar. Con este incremento, el acelerador alcanza luminosidades por encima de 1,1 x 10²⁸ protones por segundo y centímetro cuadrado en los cuatro experimentos (ATLAS, CMS, LHCb y ALICE).

Reconstrucción de un choque de partículas en el LHC. Foto: CERN.

Según informa el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), con el incremento de la luminosidad instantánea y el funcionamiento continuo, los experimentos fueron capaces de doblar el número total de colisiones registrado hasta ahora en el periodo de funcionamiento a 3,5 TeV. Sin embargo, la luminosidad se sitúa todavía 6 órdenes de magnitud por debajo de su diseño original (1,1 x 10³⁴ protones por segundo y centímetro cuadrado). Después de un periodo de 18 entre y 24 meses funcionando a 7 TeV, se prevé una parada técnica en el acelerador para alcanzar finalmente su energía de funcionamiento de 14 TeV a partir de 2013.

Este éxito fue precedido por un duro trabajo en el acelerador. La mejora en la luminosidad se logró al “compactar” el tamaño de los haces, es decir, reducir su tamaño en los cuatro puntos de interacción donde se sitúan los experimentos, donde la luminosidad tiene que ser máxima. Este proceso, uno de los más complejos en el funcionamiento del acelerador, se realizó la semana anterior. La reducción del tamaño de los haces en los puntos de interacción fue seguido por una serie de estudios del tamaño del haz y de los procesos de extracción del haz para verificar que los experimentos están suficientemente protegidos para funcionar en estas condiciones.

Un nuevo esquema con 3 paquetes de protones en cada haz se utilizó para proporcionar otro aumento en la intensidad de los haces en los puntos de colisión. Hasta ese momento, el haz del LHC estaba constituido por un único paquete de protones. Después de haber pasado sin problemas todos los estudios y una vez optimizados los haces para colisionar, el acelerador funcionó de forma ininterrumpida y estable durante 30 horas, extrayendo posteriormente el haz según el procedimiento estándar de funcionamiento. Con este incremento de intensidad, la máquina ha dado un paso más hacia sus objetivos para estos próximos años.

A principios de la pasada semana se realizó la parada técnica mensual programada para permitir el mantenimiento necesario del equipo del LHC, en particular del sistema de criogenia, responsable de mantener los imanes del acelerador a -271 grados centígrados, temperatura cercana a la del espacio. Estas paradas de mantenimiento son necesarias para el funcionamiento eficiente del LHC. Desde la mañana del jueves 6 de mayo los dos haces han estado circulando de nuevo. El programa para las próximas semanas tiene como objetivo aumentar el número de protones en cada paquete del haz. Para ello se comenzará a una energía de 450 gigaelectronvoltios (GeV) y, más tarde, a 3,5 TeV, con los haces compactados e intensidades cada vez mayores para lograr cada vez más colisiones en los experimentos.

400 científicos españoles participan en LHC coordinados por el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN, Consolider 2010). En ATLAS participan el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-Universitat de València), el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (CNM-IMB-CSIC), el Institut de Fisica d'Altes Energies (IFAE) de Barcelona y la Autónoma de Madrid. El Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-Universidad de Cantabria), la Universidad de Oviedo y la Autónoma de Madrid participan en CMS. En LHCb están presentes la Universitat de Barcelona (UB), la Universitat Ramon Llull (URL) y el Instituto Galego de Física de Altas Enerxias (IGFAE, Universidad de Santiago de Compostela), que, junto al CIEMAT, también participa en ALICE. España es el quinto contribuyente del CERN de un total de 20 estados miembros.

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Fuente: CERN/CPAN

Vía: SNIC