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EL Gran Colisionador de Hadrones
INDICE
El Gran Colisionador de Hadrones
EL Gran Colisionador de Hadrones
Nuestra comprensión del Universo está a punto de cambiar …
El Gran Colisionador de Hadrones LHC (Large Hadron Collider) es un gigantesco instrumento científico cerca de Ginebra, que se extiende en la frontera entre Suiza y Francia a unos 100 m bajo tierra. Se trata de un acelerador de partículas utilizado por los físicos para estudiar las partículas más pequeñas conocidas – los bloques fundamentales de todas las cosas. Revolucionará nuestra comprensión, desde el minúsculo y profundo mundo de los átomos hasta la inmensidad del Universo.
Dos haces de partículas subatómicas llamada ‘hadrones «- ya sea protones o iones de plomo – viajarán en direcciones opuestas en el interior del acelerador circular, ganando energía con cada vuelta. Los físicos utilizaran el LHC para recrear las condiciones justo después del Big Bang, colisionando frontalmente los dos haces -a muy alta energía. Equipos de físicos de todo el mundo van analizar las partículas creadas en las colisiones empleando detectores especiales en una serie de experimentos dedicados del LHC.
Hay muchas teorías sobre lo que dará como resultado de estas colisiones, pero lo que es seguro es que un valiente nuevo mundo de la física emergerá del nuevo acelerador, ya que los conocimientos en física de partículas van en el sentido de describir el funcionamiento del Universo. Durante décadas, el Modelo Estándar de la física de partículas ha servido a los físicos como un medio de entendimiento de las leyes fundamentales de la Naturaleza, pero no cuenta toda la historia. Sólo los datos experimentales utilizando las más altas energías alcanzadas por el LHC puede conducir hacia adelante el conocimiento, desafiando a quienes buscan la confirmación del conocimiento establecido y aquellos que se atreven a soñar más allá del paradigma.
Porque el LHC
Unas pocas preguntas no contestadas…
El LHC se construyó para ayudar a los científicos para responder a las preguntas sin responder de la física de partículas. ¡Una energía que alcanza lo sin precedentes puede incluso revelar algunos resultados inesperados que nadie ha imaginado!
En los últimos decenios, los físicos han sido capaces de describir con creciente detalle las partículas fundamentales que componen el Universo y las interacciones entre ellos. Este entendimiento está encapsula en el Modelo Estándar de la física de las partículas, pero contiene lagunas y no nos cuenta toda la historia. Para completar el conocimiento se requieren datos experimentales, y el próximo gran paso para lograrlo es con LHC.
Los asuntos de Newton no terminados…
¿Que es masa?
¿Cual es el origen de la masa? ¿Por qué las partículas pequeñas pesan la cantidad que han de pesar? ¿Por qué algunas partículas no tienen masa en absoluto? En la actualidad, no hay respuestas establecidas a estas preguntas. La explicación más probable se puede encontrar en el bosón de Higgs, una partícula clave sin descubrir que es esencial para que el Modelo Estándar funcione. Como hipótesis por primera vez en 1964, aún tiene que ser observado.
Los experimentos ATLAS y CMS estarán activamente en búsqueda de signos de esta elusiva partícula.
Un problema invisible…
¿De que está hecho el 96% de universo?
Todo lo que vemos en el Universo, desde una hormiga a una galaxia, se compone de partículas ordinarias. Estas son denominadas colectivamente materia, formando el 4% del Universo. La Materia Oscura y Energía Oscura oscura se cree que componen la proporción restante, pero son increíblemente difíciles de detectar y estudiar, más allá de las fuerzas gravitacionales que ejercen. Investigar la naturaleza de la materia oscura y energía oscura es uno de los mayores retos de hoy en los campos de la física de partículas y cosmología.
Los experimentos ATLAS y CMS buscaran las partículas súper simétricas a fin de probar una hipótesis probable de la composición de la materia oscura.
Favoritismo de la naturaleza…
¿Porque no hay más anti materia?
Vivimos en un mundo de la materia – todo el Universo, incluidos nosotros mismos, está hecho de materia. La Antimateria es como una versión gemela de la materia, pero con carga eléctrica opuesta. En el nacimiento del Universo, cantidades iguales de materia y antimateria deberían haber sido producidas en el Big Bang. Pero cuando las partículas de materia y anti materia se juntan, se aniquilan una a otra í, transformándose en energía. De alguna manera, una pequeña fracción de la materia debe haber sobrevivido para formar el Universo en que vivimos hoy, con casi ningún rastro de antimateria. ¿Por qué la Naturaleza parece tener sesgo en este asunto, al inclinarse por más materia que antimateria?
El experimento LHCb será en busca de diferencias entre materia y antimateria para ayudar a responder a esta pregunta. Anteriores experimentos ya han observado una pequeña diferencia de comportamiento, pero lo que se ha visto hasta ahora casi no es suficiente para tener en cuenta la cuestión de aparente desequilibrio antimateria en el Universo.
El experimento LHCb buscará las diferencias entre materia y anti materia para ayudar a responder esta pregunta. Experimentos previos han ya observado una tenue diferencia de comportamiento, pero lo que parece haber llegado tan lejos no es ni cercanamente suficiente en la cuenta del desbalance entre materia y anti materia del Universo.
Secretos del Big Bang.
¿Que parecía la materia en los primeros segundos de vida del universo?
Materia, de la que todo en el Universo esta hecho, se cree que se originó a partir de un densa y caliente cóctel de partículas fundamentales. Hoy en día, la materia ordinaria del Universo está hecha de átomos, que contienen un núcleo compuesto por protones y neutrones, las que a su vez están hechas de quarks unidos por otras partículas llamado gluones. El vínculo es muy fuerte, pero en las condiciones primeras del Universo este habría sido demasiado caliente y enérgico para que los gluones mantuvieran juntos a los quarks. En lugar de ello, parece probable que durante los primeros microsegundos después del Big Bang el Universo habría contenido una mezcla muy caliente y densa de quarks y gluones llamado plasma quark-gluon.
El experimento ALICE usará el LHC para recrear condiciones similares a aquellas justo después del Big Bang, en particular para analizar las propiedades del plasma quark-gluon.
Mundos escondidos…
¿Realmente existen extra dimensiones en el espacio?
Einstein demostró que las tres dimensiones del espacio están relacionadas con el tiempo. Subsecuentes teorías proponen que ulteriores dimensiones escondidas del espacio pueden existir; por ejemplo, la teoría de las cuerdas implica que hay dimensiones espaciales adicionales a ser aún observadas. Esto puede llegar a ser detectable a muy altas energías, así los datos de los detectores serán cuidadosamente mirados para encontrar signos de dimensiones extras.
Como trabaja el LHC
El LHC, EL más grande del mundo y más poderoso acelerador de partículas, es la última incorporación al complejo acelerador del CERN. Principalmente consiste en un anillo de 27 kilómetros de imanes superconductores con una cantidad de estructuras aceleradoras para impulsar la energía de las partículas a lo largo del camino.
Al interior del acelerador, dos haces de partículas viajan cerca de la velocidad de la luz con muy altas energía antes de colisionara una con otra. Los haces viajan en direcciones opuestas en tubos separados- dos tubos mantenidos a ultra vacío. Son guidados alrededor del anillo acelerador por medio de un fuerte campo magnético logrado usando electro magnetos superconductores. Estos son construidos de bobinas de un cable eléctrico especial que opera en un estado de superconducción, conduciendo electricidad de manera eficiente sin resistencia o pérdida de energía. Esto requiere la refrigeración de los imanes a unos – 271 ° C – ¡una temperatura más fría que el espacio ultraterrestre! Por esta razón, gran parte del acelerador está conectado a un sistema de distribución de helio líquido, que enfría los imanes, así como a otros servicios de abastecimiento.
Miles de imanes de diferentes variedades y tamaños se utilizan para dirigir los haces a través de todo el acelerador. Estos incluyen 1232 imanes dipolo de 15 m de longitud que se utilizan para desviar los haces, y 392 imanes cuadripolares, cada uno de 5-7 m de largo, para enfocar los haces. Justo antes de la colisión, otro tipo de imán se utiliza para «apretar» las partículas entre sí para incrementar las posibilidades de colisiones. ¡Las partículas son tan diminutas que la tarea de hacerlos chocar se asemeja a disparar agujas desde dos posiciones 10 km con tal precisión que se encuentran a medio camino!
Todos los controles para el acelerador, su infraestructura técnica y de servicios se encuentran ubicados bajo un mismo techo en el Centro de Control CERN. A partir de aquí, Los haces en el interior del LHC se harán chocar en cuatro lugares alrededor del anillo del acelerador, lo que corresponde a las posiciones de los detectores de partículas.
Como trabaja un acelerador
Los aceleradores fueron inventados para proporcionar partículas energéticas con el fin de investigar la estructura del núcleo atómico. Desde entonces, se han utilizado para investigar muchos aspectos de la física de partículas. Su tarea es acelerar y aumentar la energía de un haz de partículas mediante la generación de campos eléctricos que aceleran las partículas, campos magnéticos que las dirigen y enfocan.
Un acelerador viene ya sea en forma de un anillo (acelerador circular), donde un haz de partículas viaja varias veces alrededor de un bucle, o en una línea recta (acelerador lineal), donde el haz se desplaza de un extremo al otro. Una serie de aceleradores pueden ser unidos en secuencia para alcanzar sucesivamente mayores energías, como en el complejo acelerador en el CERN.
Los principales componentes de un acelerador incluyen:
- Cavidades radiofrecuencia (RF) y campos eléctricos – estos proporcionan aceleración a un haz de partículas. Las cavidades RF se encuentran localizadas intermitentemente a lo largo del haz de tuberías. Cada vez que un rayo pasa a través del campo eléctrico en una cavidad de RF, una parte de la energía de las ondas de radio se transfiere a las partículas.
- Cámara de vacío – esto es un tubo metálico (conocido también como el tubo del haz: beam pipe) dentro dl cual un haz de partículas de viaja. Es mantenido en ultra vacío para reducir al mínimo la cantidad de gas presente a fin de evitar colisiones entre moléculas de gas y las partículas en el haz.
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Imanes – diversos tipos de imanes se utilizan para servir a diferentes funciones. Por ejemplo, los imanes dipolares se suelen utilizar para doblar el camino de un haz de partículas que de otra forma de viaje sería en línea recta. Cuanta más energía tiene una partícula, mayor es el campo magnético necesario para doblar su camino. Los imanes cuadripolares se utilizan para enfocar un haz, la recolección de todas las partículas entre sí (similar a la manera en que los lentes se usan para centrar un haz de luz).
La Colisiones en un acelerador pueden ocurrir ya sea contra un blanco fijo, o entre dos haces de partículas. Los Detectores de Partículas son colocados alrededor del punto de colisión para grabara y revelar las partículas que emergen de la colisión.
Un acelerador en casa.
Un tubo de rayos catódicos (CRT o TRC ) de un Televisor tiene las Características Básicas de los aceleradores del CERN. Un filamento de vidrio en el interior del tubo de vacío de la televisión actúa como una fuente de Partículas. Cuando el filamento se calienta, los electrones son puestos en libertad por el aumento de la energía. Los electrones son acelerados y guiaremos a través del vacío del TRC por un campo electromagnético, generado por una BOBINA de cables. La pantalla de televisión actúa como un detector de Partículas. En la medida que los electrones de alta energía golpean la parte TRASERA de la pantalla, se detectan y se hacen visibles en el color de píxeles que componen la imagen.
El complejo acelerador
El complejo acelerador del CERN es una sucesión de aceleradores de partículas que pueden alcanzar cada vez mayores energías. Cada acelerador aumenta la velocidad de un haz de partículas, antes de la inyección en la siguiente en la secuencia.
El complejo también incluye el Des aceleradores Antiprotones y la instalación ISOLDE y alimentaciones al proyecto GCN y la zona de ensayo CLIC (CTF3).
Una jornada de protones a la máxima aceleración
Los protones se obtienen mediante la remoción de electrones de los átomos de hidrógeno. Ellos se inyectan del acelerador lineal (LINAC2) en el PS Booster, el Sincrotrón de Protones (PS), seguido por el Súper Sincrotrón de Protones (SPS), antes de finalmente llegar al Gran Colisionador de Hadrones (LHC: Large Hadron Collider). Los protones circularán en el LHC durante 20 minutos antes de llegar a la máxima velocidad y la energía.
Los iones de plomo para el LHC parten de una fuente de plomo vaporizado y entran al LINAC3 para después ser recogidos y acelerados en el Anillo de Iones de Baja Energía (LEIR: Low Energy Ion Ring). Luego siguen el mismo camino hacia la máxima aceleración como los protones.
El centro de control
El centro de control CERN combina todas las salas de control para el laboratorio de 8 aceleradores, los sistemas de distribución criogénica y la infraestructura técnica.
Hay 39 estaciones de operación de 4 áreas diferentes – el Gran Colisionador de Hadrones (LHC: Large Hadron Collider), el Súper Sincrotrón Protón, el complejo Sincrotrón de Protones y la infraestructura técnica. Puede acoger hasta a 13 operadores, cada uno de ellos asistido por un equipo de expertos.
Como trabaja un detector
El trabajo de un detector de partículas es para grabar y visualizar las explosiones de partículas que resultan de las colisiones en los aceleradores. La información obtenida de la velocidad, masa y carga eléctrica de una partícula ayuda a los físicos a elaborar la identidad de la partícula.
El trabajo que los físicos de partículas hacen para identificar una partícula que ha pasado por un detector es similar a la manera en que alguien estudiaría las pistas de huellas dejadas por los animales en el barro o la nieve. En el caso de las huellas de animales, factores como el tamaño y la forma de las marcas, la longitud de zancada, patrón general, dirección y profundidad de las huellas, puede revelar el tipo de animal que ha pasado antes. De forma similar las partículas dejan signos del cuento a descifrar por los físicos en los detectores.
Los aparatos modernos de física de partículas se componen de capas de sub-detectores, cada uno especializado en un tipo particular de partículas o propiedad. Hay 3 tipos principales de sub-detectores:
- Dispositivo de seguimiento – detectas y revela la trayectoria de la partícula
- Calorímetro – detiene, absorbe y mide la energía de la partícula.
- Detector de identificación de partícula – Identifica el tipo de partícula usando varias técnicas.
Para ayudar a identificar las partículas producidas en las colisiones, el detector suele incluir un campo magnético. Una partícula normalmente viaja en línea recta, pero en presencia de un campo magnético, su camino es desviado en una curva. A partir de la curvatura de la trayectoria, los físicos pueden calcular la cantidad de movimiento de las partículas lo que ayuda a identificar su tipo. Las partículas de gran cantidad de movimiento viajan casi todas en línea recta, mientras que aquellas con un baja cantidad de movimiento avanzar en espirales apretadas.
Dispositivos de seguimiento
La mayoría de los dispositivos de seguimiento no hacen las pistas de partículas directamente visibles. En lugar de ello, producen diminutas señales eléctricas que se pueden grabar como datos informáticos. Un programa de ordenador reconstruye entonces los patrones de pistas registrados por el detector, y las muestra en una pantalla.
Se puede registrar la curvatura de la pista de una partícula (en presencia de un campo magnético), a partir de la cual el a de una partícula puede ser calculado. Esto es útil para la identificación de la partícula.
Las cámaras muónes son dispositivos de seguimiento utilizados para detectar muones. Estas partículas interactúan muy poco con la materia y pueden viajar grandes distancias a través de metros de material denso. Al igual que un fantasma caminando a través de una pared, los muones pueden pasar a través de sucesivas capas de un detector. Las cámaras muones cámaras por lo general constituyen la capa ultra periférica.
Calorímetros
Un calorímetro mide energía perdida pro una partícula que pasa a través de él. Es por lo general diseñado para detener por completo o «absorber» la mayoría de las partículas provenientes de una colisión, lo que las obliga a depositar toda su energía en el interior del detector.
Los calorímetros normalmente consisten en capas «pasivas» o «absorbentes» de material de alta densidad (plomo por ejemplo) intercalados con capas de medio «activo» medio, como vidrios de plomo sólidos o el argón líquido.
Los calorímetros electromagnéticos miden la energía de las partículas de luz – electrones y fotones – mientras interactúan con las partículas cargadas eléctricamente al interior de la materia
Los calorímetros hadrónicos muestrean la energía de los harones (partículas que contienen quarks, tales como los protones y los neutrones), mientras interactúan con el núcleo atómico.
Los calorímetros puede detener la mayoría de las partículas conocidas, salvo muones y neutrinos.
Detectores de identificación de partículas.
Dos métodos de identificación de partículas trabajan para de detectar la radiación emitida por las partículas cargadas:
- Radiación Cherenkov: esta es la luz emitida cuando una partícula cargada viaja más rápido que la velocidad de la luz a través de un determinado medio. La luz es emitida en un ángulo específico de acuerdo a la velocidad de la partícula. En combinación con una medición de la cantidad de movimiento de la partícula la velocidad puede ser usado para determinar la masa y, por tanto, para identificar las partículas.
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Radiación de transición: esta radiación es producida por una partícula rápida cargada al cruzar la frontera entre dos aisladores eléctricos con diferentes resistencias a las corrientes eléctricas. El fenómeno está relacionado con la energía de una partícula y distingue diferentes tipos de partículas
Los experimentos LHC
Los seis experimentos en el LHC funcionan todos por colaboraciones internacionales, que reúne a científicos de institutos de todo el mundo. Cada experiencia es distinta, caracterizada por su singular detector de partículas.
Los dos grandes experimentos, ATLAS y CMS, se basan detectores de propósito general para analizar la miríada de partículas producidas por las colisiones en el acelerador. Han sido diseñados para investigar rango más amplio de la física posible. El tener dos detectores diseñados independientemente es vital para la confirmación cruzada de cualquier nuevo descubrimiento realizado.
Dos experimentos de tamaño mediano, ALICE y LHCb, tiene detectores especializados para analizar el LHC colisiones en relación con fenómenos específicos.
Los dos experimentos, TOTEM y LHCf, son mucho más pequeños en tamaño. Están diseñadas para enfocar «las partículas delanteras» (protones o iones pesados). Estas son las partículas que peinan las otras mientras el haz colisiona, en lugar de encontrarse frontalmente
Los detectores ATLAS, CMS, ALICE y LHCb se instalan en cuatro enormes cavernas subterráneas situadas alrededor del anillo del LHC. Los detectores utilizados por el experimento TOTEM se colocan cerca del detector CMS, mientras que los utilizados por LHCf están cerca del detector ATLAS.
ATLAS
A Toroidal LHC ApparatuS (Un Aparato Toroidal LHC)
ATLAS es uno de los dos detectores de propósito general en el LHC. Se investigarán una amplia gama de la física, incluida la búsqueda del bosón de Higgs, dimensiones adicionales, y las partículas que podrían constituir la materia oscura
Con los mismos objetivos en la física que el CMS, ATLAS registrará similar conjunto de mediciones en las partículas creadas a partir de las colisiones – su trayectorias, energías, y sus identidades. Sin embargo, los dos experimentos han adoptado soluciones técnicas y diseños radicalmente diferentes en sus sistemas magnetos para detectores.
La principal característica del detector ATLAS es su sistema magnético en forma de enorme rosquilla. Este consta de ocho bobinas de imán superconductoras de 25 m de largo, organizado para formar un cilindro alrededor del haz a través del centro del detector. Durante la operación, el campo magnético está contenido en el espacio central cilíndrico definido por las bobinas.
Más de 1.700 científicos de 159 institutos en 37 países trabajan en el experimento ATLAS (marzo de 2006).
Detector ATLAS
- Talla: 46 m largo, 25 m alto and 25 m ancho. El detector ATLAS es el más grande volumen detector de partículas jamás construido.
- Peso : 7000 toneladas
- Diseño: barril más tapas
- Localización: Meyrin, Suiza.
CMS
Compact Muon Solenoid (Solenoide Compacto Muon)
El experimento CMS utiliza un detector de propósito general para investigar una amplia gama de física, incluida la búsqueda de la bosón de Higgs, dimensiones adicionales, y las partículas que podrían constituir la materia oscura. A pesar de que tiene los mismos objetivos científicos como el experimento ATLAS, utiliza diferentes soluciones técnicas y diseño de su sistema detector de imán para la realización de estos.
El detector CMS se articula en torno a un gran solenoide de imán. Esto toma la forma de una bobina cilíndrica de cable superconductor que genera un campo magnético de 4 teslas, unas 100.000 veces mayor que la de la Tierra. El campo magnético es confinado por un «yugo» de acero que constituye la parte principal del detector de peso de 12 500 toneladas. Una característica inusual del detector CMS es que en lugar de ser construido in-situ metro, al igual que los detectores otros gigantes del experimento LHC experimentos, se construyó en la superficie, antes de ser bajado bajo tierra en 15 secciones, y remontado.
Más de 2000 científicos colaboran en la CMS, procedentes de 155 institutos en 37 países (de octubre de 2006).
Detector CMS
- Talla: 21 m largo, 15 m ancho y 15 m alto.
- Peso : 12 500 toneladas
- Diseño: barril más tapas
- Localización: Cessy, France. Vea el CMS en Google Earth.
ALICE
A Large Ion Collider Experiment (Un Gran Experimento Colisionador de Iones)
Para el experimento ALICE, el LHC se chocan iones de plomo a recrear las condiciones justo después del Big Bang en condiciones de laboratorio. Los datos obtenidos permitirán a los físicos para estudiar el estado de materia conocido como plasma quark gluon, que se cree ha existido inmediatamente después del Big Bang
Toda materia ordinaria en el actual Universo está compuesta de átomos. Cada átomo contiene un núcleo compuesto por protones y neutrones, rodeado por una nube de electrones. Protones y neutrones están a su vez compuestos de quarks que están unidos por otras partículas llamado gluones. Este increíblemente fuerte lazo hace que gluones aislados de quarks nunca han sido encontrados.
Las colisiones en el LHC generarán temperaturas 100. 000 veces más caliente que el corazón del Sol. Físicos esperan de que bajo estas condiciones, los protones y neutrones se «derriten», liberando los quarks de sus lazos con la gluones. Esto debería crear un estado de la materia llamado quark-gluon plasma, que probablemente existía justo después del Big Bang, cuando el Universo era aún muy caliente. La colaboración ALICE planea estudiar el quark-gluon plasma, mientras se expande y se enfría, observando la forma en que se da lugar progresivamente a las partículas que constituyen la materia de nuestro universo hoy
Una colaboración de más de 1000 científicos de 94 institutos en 28 países trabaja en el experimento ALICE (marzo de 2006).
LHCb
Large Hadron Collider beauty ( Gran Colisionador Hadron, belleza )
El experimento LHCb nos ayudará a entender por qué vivimos en un Universo que parece estar compuesto casi en su totalidad de la materia, pero no antimateria.
Se especializa en la investigación de las ligeras diferencias entre materia y antimateria mediante el estudio de un tipo de partícula denominada la «belleza quark ‘, o’ b quark ‘.
En lugar de envolver completamente todo el punto de colisión con un detector adjunto, el experimento LHCb utiliza una serie de sub-detectores para detectar partículas principalmente las delanteras. El primer sub-detector está montado cerca del punto de colisión, mientras que los siguientes se mantienen uno tras otro a lo largo de una longitud de 20 m.
Una abundancia de diferentes tipos de quark será creado por el LHC antes de que decaigan rápidamente en otras formas. Para la captura de quarks b, LHCb ha desarrollado sofisticados detectores de seguimiento cercanos a la ruta del trayecto de los haces en círculos en el LHC.
La colaboración LHCb comprende 650 científicos de 48 institutos en 13 países (abril de 2006).
Detector LHCb
- Talla: 21m largo, 10m alto and 13m ancho
- Peso: 5600 toneladas
- Diseño: forward espectrómetro delantero con detectores planares.
- Localización: Ferney-Voltaire, France.
El paquete estándar
Las teorías y descubrimientos de miles de físicos durante el siglo pasado han dado lugar a un notable conocimiento de la estructura fundamental de la materia: se ha encontrado que cada cosa en Universo está hecha de doce bloques de construcción básicos llamados partículas fundamentales, gobernadas por cuatro fuerzas fundamentales. Nuestra mejor comprensión de cómo estas doce partículas y tres de las fuerzas que están relacionados unos con otros se encapsula en el Modelo Estándar de partículas y fuerzas. Desarrollado a comienzos del decenio de 1970, ha explicado con éxito una serie de resultados experimentales y prevé con precisión con una amplia variedad de fenómenos. Con el paso del tiempo y a través de muchos experimentos de muchos físicos, el modelo estándar se ha establecido como una bien probada física d teórica.
Partículas materiales
Todo lo que nos rodea está hecho de partículas materiales. Esas se producen en dos tipos básicos llamados quarks y leptones
Cada grupo se compone de seis partículas, que están relacionados en parejas, o «generaciones». Las más estables y ligeras partículas constituyen la primera generación, mientras que las partículas más pesadas y menos estables pertenecen a la segunda y tercera generaciones. Toda la materia estable en el Universo está hecha de partículas que pertenecen a la primera generación; cualquiera partícula más pesada decae forma rápidamente al siguiente nivel más estable.
Los seis quarks están apareados en las tres generaciones – el «up quark (arriba) «y el ‘ down quark (abajo)» forman la primera generación, seguido por el «charm quark (encanto)» y el «»strange quark (extraño)», luego el » quark top (superior) » y el «bottom quark (inferior)». Los seis leptones son igualmente dispuestos en tres generaciones – el «electrón» y el «electrón-neutrino «, el» muón «y el» muón-neutrino’ y la ‘tau’ y la ‘tau-neutrino ». El electrón, el muón y el tau todos tienen una carga eléctrica y una masa, mientras que los neutrinos son eléctricamente neutros con muy poca masa.
Fuerza y Partículas portadoras
Hay cuatro fuerzas fundamentales en el trabajo en el universo: la fuerza fuerte, la fuerza débil, la fuerza electromagnética y la fuerza gravitatoria. Ellas trabajan en diferentes alcances y tienen diferentes intensidades. La gravedad es la más débil pero tiene un alcance infinito. La fuerza electromagnética también tiene alcance infinito, pero es muchas veces más intensa que la gravedad. Las fuerzas débiles y fuertes fuerzas sólo son eficaces en un muy corto alcance y dominan sólo a nivel de partículas subatómicas. A pesar de su nombre, la fuerza débil es mucho más fuerte que la gravedad, pero sí es la más débil de los otros tres. La fuerza fuerte es, como su nombre lo indica, la más fuertes entre las cuatro interacciones fundamentales
Sabemos que tres de las fuerzas fundamentales resultado del intercambio partículas portadoras de fuerza, las cuales pertenecen a un grupo más amplio denominado «bosones». Las partículas de materia transfieren cantidades discretas de energía mediante el intercambio de bosones unas con otras. Cada fuerza fundamental tiene su propio bosón de partículas correspondiente – la fuerza fuerte es portada por el ‘gluon’, la fuerza electromagnética es portada por los «fotones», y los bosones «W y Z » son los responsables de la fuerza débil. Aunque todavía no se encuentra, el «Gravitón» debería ser la correspondiente portadora de la fuerza de gravedad.
El modelo estándar incluye las fuerzas electromagnética, fuerte y débil y todas sus partículas portadoras, y explica extremadamente bien cómo estas fuerzas actúan en todas las partículas de materia. Sin embargo, la más conocida la fuerza en nuestra vida cotidiana, la gravedad, no forma parte del Modelo Estándar. De hecho, integrar la gravedad cómodamente en la estructura del Modelo Estándar ha demostrado ser un desafío difícil. La teoría cuántica es utilizada para describir el micro mundo, y la teoría general de la relatividad se usa para describir la macro mundo, son como dos niños que se niegan a jugar muy bien junto. Nadie ha sido capaz de hacer las dos matemáticamente compatible en el contexto del Modelo Estándar. Pero por suerte para la física de partículas, cuando se trata de la minúscula escala de las partículas, el efecto de la gravedad es tan débil como para ser insignificante. Sólo cuando tenemos materia en mole, como nosotros mismos o los planetas, el efecto de la gravedad se hace dominante. Por lo tanto, el Modelo Estándar todavía funciona bien a pesar de su reluctante exclusión de una de las fuerzas fundamentales.
Tan lejos tan bueno, pero…
… no es tiempo para que los físicos lo llamen un día justo cuando. A pesar de que el modelo estándar es actualmente la mejor descripción que tenemos del mundo subatómico, no explica la imagen completa. La teoría incorpora sólo tres de las cuatro fuerzas fundamentales, omitiendo la gravedad. Por desgracia, ¡Newton estaría revolviéndose en su tumba! También hay cuestiones importantes que no puede responder, como lo es la materia oscura, lo que ha sucedido a la desaparecida antimateria, y mucho más.
Por último, pero no por ello menos importante, un ingrediente esencial del Modelo Estándar, una partícula llamada el bosón de Higgs, aún no se ha encontrado en un experimento. La carrera es la búsqueda de Higgs – la clave para el origen de la masa de las partículas. Encontrarla sería un gran paso para la física de partículas, a pesar de que su descubrimiento no escribiría el término final a la historia.
Por lo tanto, a pesar de la eficacia del modelo estándar al describir los fenómenos dentro de su dominio, es, sin embargo, incompleta. Quizás es sólo una parte de un panorama más amplio que incluye la nueva física que ha estado profundamente oculta hasta ahora en el mundo subatómico o en la oscuridad de las rendijas del Universo. Nueva información de experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones seguramente nos ayudaran a encontrar más de estas piezas que faltan.
FALTA EL HIGGS
Una abertura mayor en la física de partículas apareció en la década de los años 70 cuando los físicos se dieron cuenta de que hay vínculos muy estrechos entre dos de las cuatro fuerzas fundamentales – a saber, la fuerza débil y la fuerza electromagnética. Las dos fuerzas se pueden describir dentro de la misma teoría, la que constituye la base del Modelo Estándar de Partículas e Interacciones. Esta «unificación» implica que la electricidad, el magnetismo, la luz y algunos tipos de radiactividad son todas manifestaciones de una única fuerza subyacente llamada, no nos sorprende, fuerza electro débil. Pero para trabajar matemáticamente esta unificación, se requiere que las partículas portadoras de fuerza no tengan masa. Experimentalmente sabemos que esto no es cierto, por lo que los físicos Peter Higgs, Robert Brout y François Englert llegaron a una solución para resolver este dilema.
Sugirieron que ninguna de las partículas tiene masa justo después del Big Bang. A medida que el Universo se enfrío y la temperatura cayó por debajo de un valor crítico, se formó un campo de fuerza invisible llamado el ‘campo de Higgs’ asociado con el ‘ bosón de Higgs’. El campo prevaleció a través de todo el cosmos: cualquiera de las partículas que interactuaron con él se dieron una masa vía el bosón de Higgs. Cuanto más interactuaron, más pesadas devinieron, mientras que las partículas que nunca interactuaron se quedaron sin masa en absoluto.
Esta idea ofreció una solución satisfactoria y encajaba bien con las teorías y fenómenos. El problema es que nadie ha observado el bosón de Higgs en un experimento para confirmar la teoría. Encontrar esta partícula daría una idea de por qué las partículas tienen masas determinadas, y ayudaría a desarrollar la subsecuente física. El problema técnico es que no sabemos la masa del bosón de Higgs, lo que lo hace más difícil de identificar. Los físicos tienen que buscarlo por investigación sistemática en un rango de masa dentro del cual se ha predicho que exista. El rango aún inexplorado es accesible mediante el Gran Colisionador de Hadrones (Large Hadron Collider), el cual determinará la existencia del bosón de Higgs. Si resulta que no podemos encontrarlo, esto dejará un amplio campo abierto a los físicos para desarrollar completamente una nueva teoría a fin de explicar el origen de la masa de partículas.
Los oscuros secretos del Universo
Es tal vez natural que no sepamos mucho acerca de cómo el Universo se creó – después de todo, nunca estuvimos allí nosotros mismos. Pero es sorprendente darse cuenta de que cuando se trata de el Universo de hoy, no necesariamente tenemos un conocimiento mucho mejor de lo que está ahí fuera. De hecho, los astrónomos y los físicos han descubierto que todos lo que vemos en el Universo – planetas, estrellas, galaxias – ¡representa sólo una pequeña de 4%! En cierto modo, no es tanto la parte visible cosas que definen el Universo, sino más bien el vacío a su alrededor.
Cosmológicos y astrofísicos observaciones indican que la mayor parte del Universo está compuesto de sustancias invisibles que no emiten radiación electromagnética – es decir, no podemos detectar directamente a través de telescopios u otros instrumentos similares. Se detecta sólo a través de sus efectos gravitacionales, lo que los hace muy difíciles de estudiar. Estas misteriosas sustancias se conocen como «materia oscura» y «energía oscura». ¿Qué son y qué papel han desempeñado en la evolución del Universo? son un misterio, pero dentro de esa oscuridad yacen intrigantes posibilidades hasta ahora desconocidas de la física más allá del Modelo Estándar establecido.
Materia oscura
La materia oscura representa aproximadamente el 26% del Universo. El primer indicio de su existencia llegó en 1933, cuando las observaciones astronómicas, así como los cálculos de los efectos gravitacionales pusieron de manifiesto que debe haber más’ cosas’ presente en el Universo de las que telescopios pueden ver.
Los investigadores creen ahora que el efecto gravitacional de la materia oscura hace que las galaxias giren más rápido de lo previsto, y que su campo gravitatorio desvía la luz de los objetos detrás de ella. Las mediciones de estos efectos muestran que la materia oscura existe, y pueden ser utilizados para estimar la densidad de la materia oscura, aunque no la podemos observar directamente.
Pero, ¿que es la materia oscura? Una idea es que podría contener «partículas supe simétricas» – la hipótesis de que las partículas están asociadas a las ya conocidos en el Modelo Estándar. Los experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) pueden ser capaces de encontrarlas.
Energía oscura
La energía oscura constituye aproximadamente el 70% del Universo y al parecer está asociada con el vacío en el espacio. Esta homogéneamente distribuida por todo el Universo, no sólo en el espacio, sino también en el tiempo – en otras palabras, su efecto no se diluye como el Universo se expande.
La igual distribución significa que la energía oscura no tiene efectos gravitacionales locales, sino más bien un efecto global sobre el Universo en su conjunto. Esto conlleva a una fuerza repulsiva, lo que tiende a acelerar la expansión del Universo. La tasa de expansión y su aceleración puede medirse por las observaciones basadas en la ley de Hubble. Estas medidas, junto con otros datos científicos, han confirmado la existencia de energía oscura y proporcionan una estimación de cuanta de esta misteriosa sustancia existe.
Traducción autorizada por el CERN (Centro Europeo de Investigaciones Nucleares) copyright cern 2008
(http://public.web.cern.ch/public/en/LHC/LHC-en.html)
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Recuerdos DEL AÑO 2008
¡15.000 VISITAS RELACIONADAS CON EL LHC!
11/09/2008 A LAS 19:45 HORAS GMT
MUCHAS GRACIAS PORQUE DEMUESTRA INTERES POR LAS COSAS IMPORTANTES Y PORQUE PARA MI ES UN GRAN PREMIO
GRAZNIDO
Primer racimo de partículas en el LHC /09/08/2008)
EL PRIMER HAZ DEL LHC
enlace en español:
http://www.emol.com/especiales/infografias/2008/interactivo/colisionador_hadrones/index.htm.
ENTRADAS RELACIONADAS AÑO 2008:
LHC, reparaciones en curso
LHC: EL GRAN COMPUTADOR HADRON / The Lar
LOS CENTROS CONTROL LHC / WEBCAMS
1 EXPERIMENTOS FISICA PARTICULAS / UNA MIRADA
2 MODELO DE LAS PARTICULAS E INTERACCIONES
3 INTERROGANTES DEL MODELO ESTANDAR DE LAS PARTICULAS
4 FISICA DEL LHC
5 LHC / EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES
6MATERIA OSCURA Y ENERGÍA OSCURA
7 MATERIA OSCURA
8.1 NOTICIAS DEL LHC I
8.2 NOTICIAS DEL LHC II
9 MULTIVERSO
10 MULTIVERSO II / TIEMPO Y ENTROPÍA
11 MULTIVERSO III / TIEMPO Y ENTROPÍA
12 SOÑAR
13 LA INTRODUCCION DE LA MAQUINA DEL BIG BANG
14 UN DESEO DE CAMBIAR EL MUNDO
15 LHC DESDE FRANCIA / LOS RETOS TECNOLOGICOS
16 TEORIA DE LAS CUERDAS EN POCAS PALABRAS
17 SPOOKY
18 QUANTUM DE CULTURA
19 Large Hadron Rap
GRAZNIDOS Weblog 
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Mucho me temo que la materia oscura habla sin ambargo…
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Tal como dijo Newton la luz está formada por partículas de distintos tamaños, partículas a las que llamaremos newtones.
Los newtones moviendose a la velocidad de la luz van aumentando el tamaño del universo.
En su movimiento van perdiendo energía, va disminuyendo su frecuencia hasta que llegan a un momento, proximo al cero absoluto, en que no pueden perder más energía (la radiación de fondo del universo).
El espacio que conocemos no está vacío, está lleno de estas prtículas de luz, invisibles, que llamaremos sabiones.
Los newtones que salen de una estrella chocan en su recorrido con los sabiones, cediendoles parte de su energía con lo que etos empiezan a moverse en forma de ondas. El newtone en su movimiento va haciendo que los sabiones adquieran energía ondulatoria. Por eso se dice que la luz actua unas veces como onda y otras como partícula.
Entiendo que la luz es una partícula, tal como decía Newton, con más o menos energía (frecuencia) y la actuación como onda está creada por los sabiones que llenan el espacio y que son activados por los newtones.
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Es una teoría acerca del cero absoluto de los sabiones.
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no se,,,,pero el tema es ke el LHC si sale mal nos va a comer vivosssssssssss¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡
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Juan
Muy amable de tu parte de participar.
Los responsables del CERN así como los 10.000 cientificos e ingenieros que participan en la puesta en marcha del LHC afirman que no hay de que preocuparse.
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vamos seamos realistas la «explosion» resultante en el choque de los hadrones no liberara mas energia que la que ocupa una mosca en pleno vuelo, esa tonteria que sacan en la tele de que puede crear un agugero negro es una tonteria y quien la crea es por que nunca en su vida a leeido un poco, espero buenos resultados del gran colisionador de hadrones, en especial por que estoy muy orgulloso de que la BUAP y la UNAM estan en conjunto con este proyecto
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Humberto
Gracias por participar
Para los que no lo sepan, la BUAP es la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla y la UNAM es la Universidad Autónoma de México.
Ambas son mexicanas y notoriamente la UNAM está entre las mejores universidades de habla hispana.
Saludos Humberto.
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Muy muy muy bueno el articulo !!!!! Desde ya muchas gracias por la colaboracion !!!
Saludos
Leonardo
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Estimado Leonardo
Gracias por participar
Gracias por las gracias
Gracias por los saludos
Esta colaboración consiste solo en trasnmitir conocimiento, previa comprensión y algunas veces autorización formal, agregandole un poco de injundia.
Saludos y gracias
Graznido
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La vida es a veces triste pero a veces es grande cuando vemos que nuestra especie es capaz de emprender epopeyas virtuosas como esta del LHC, solo por saber por comprender «como» estamos hechos.
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Esto es grandiosos ver como mexicanos estan envueltos en un proyecto como este me emociona mucho espero salga todo perfecto
muy buen articulo
saludos y gracias por la informacion
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Estimada Shu
Gracias por tu don de gentes
México tiene universidades de excelencia y es muy bueno que participen en este gran experimento, que es el más importante de toda la especie
Un abrazo.
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me parese una locura extraordinaria
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Desde hace un mes estoy haciendo seguimiento al tema de lhc y me parece una locura…dejemos quieto lo que está quieto…y si ellos quieren ser famosos por supuesto nadie lo va a saber porque estaremos en otro mundo…la vida es bella, unica y hay que disfrutarla…
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Sinceramente hay solo dos cosas que me preocupan, 1) saber si alguien que entienda lo suficiente me puede decir si estos experimentos (que comenzaron hoy) pueden afectar el campo magnetico de la tierra, ya que tengo una hija con Epilepsia que se ve gravemente afectada cuando el campo magnetico de la tierra es afectado, ya sea con tormentas, terremotos y cualquier otro tipo de alteracion, sea en mi zona o mas lejos, yo vivo en Buenos Aires, Argentina.
Por otra parte nadie tuvo en cuenta a Dios, le ponen a esa maquina «la maquina de Dios» y realmente hay que temer y respetar a Dios en todo. Espero una respuesta gracias.
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Estimada Silvia
Gracias por preguntar
1) El LHC no afectará el campo magnetico terrestre, en realidad no afectará nada, absolutamente nada de la vida de todos los días.
La energía desplegada por el LHC cuando choquen las particulas equivale a una bandada de 14 mosquitos volando y chocando entre ellos. Lo maravilloso del LHC, lo espectacular, es que concentra esa energía en particulas microscopicas a las que guia en un anillo de 27 Km y las hace chocar de frente.
2) Tienes razón nunca se debió hablar en esos términos, fue solo un intento poético pero en realidad no significa nada ni interpreta a los cientificos que allí trabajan, exceso de marketing y o figuración de algunos.
Saludos
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Que alguien me diga porque le dicen «La Maquina de Dios» si supuestamente el experimento es para comprobar la teoria del big-bang que demuestra la NO existencia de Dios.
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Estimada Silvia
La llamaron la máquina de Dios, entre otros nombres, porque el primer propósito del LHC es encontrar el boson de Higgs que es la particula que le daría masa al resto de las particulas, es decir sería una suerte de partícula creadora de la materia…. de allí a decir que era la particula de Dios había un solo paso …y lo dieron.
No se trata de demostrar la inexistencia de Dios, la ciencia responde a » como» funcionan las cosas no «por que» son como son.
Es decir «como» es que las partículas adquirieron la masa y NO «porque» las partículas adquirieron la masa.
«Como» cae la manzana del manzano, NO «porque » cae la manzana del manzano.
¿Ves la gran diferencia?
Saludos
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Bueno La tabla periodica va a ser de 300 paginas , felicidades por eso, se van a descubrir materiales mas peligrosos e inestables que el uranio, y ya que van a transportar materia que no tenemos de forma natural en este planeta, ya pensaron como la van a contener y como reaccionara en este plano donde no existe , tengo mis dudas y ojala informen al mundo de todo y no terminen construyendo un arma apocaliptica para acabar con los chinos.
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Estimado DAn
Gracias por participar
En realidad los científicos que saben del tema a gran profundidad, piensan las cosas desde otra perspectiva.
Sorprendentemente el gran y oscuro temor de los científicos es que el LHC no encuentra nada, o solo encuentre el famoso boson de Higgs y nada más.
¿Porque?
Porque desde 1990 no se ha encontrado nada nuevo en la física de las partículas y si después del LHC no se encuentra nada de nada nuevo, entonces cobraran nuevos ímpetus las teorías muy especulativas que dicen que el universo esta hecho para nosotros ( teoría ANTRÓPICA) , es decir que no habrían relaciones matemáticas aparte de las ya conocidas por la humanidad y que no hay nada más que buscar, ya que todo esta hecho a nuestra medida, para nosotros, sería la peor de las pesadillas filosóficas para los científicos.
Otro temor oscuro de los científicos es que se encuentren rastros de la existencia de otros universos paralelos que predice matemáticamente la Teoría de las Cuerdas, esto porque esa teoría no puede comprobarse a base de experimentos lo que es la base misma de la ciencia y que además muy pocos genios logran entender esa teoría porque está hecha a partir de unas matemáticas sublimes pero infernalmente complicadas.
Por otra parte la existencia de universos paralelos podría decirnos que hay tantas físicas y químicas diferentes como universos diferentes y por allí se daría otra vez curso a la teoría antrópica, por ese lado se mezclaría a la ciencia con la filosofía y la religión en un atado indisoluble….
Pero en realidad y a menos que aparezca otro Einstein que le dé una patada a la mesa de la ciencia, todo parece indicar que pasará buena parte del siglo XXI antes de llegar antes de tales dilemas.
Se piensa que los resultados científicamente definitivos del LHC comenzarán a concretarse alrededor de año 2020.
Un abrazo
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Como debemos saber, ya hubo un indicio de agujero negro en los experimentos hechos en los laboratorios de EE.UU, (ingresar a: http://www.astroseti.org/vernew.php?codigo=1834) el segundo acelerador de particulas del mundo. pero de poca energia. Lo cual es totalmente opuesto a este nuevo experimento, en la cual segun los cientificos involucrados se usará 10 veces mas energia, lo cual aumenta la posibilidad de la creación de un agujero negro de mayor energia.
Se sabe que las distintas hipótesis, como la que indica Stephen Hawking que el agujero negro será tan pequeño que se evaporará son teóricas, y es por ello que se hace experimentos para comprobar las distintas teorías e hipótesis, pero tiene riesgos a tomar en cuenta.
Quieren acercarse al estado de origen del universo, pero no olvidemos que ese origen fue una megaexplosión (Big Bang).
No estoy en contra de la ciencia, ya que el CERN nos informa de los beneficios que se podrian obtener, pero no nos informa de las medidas de seguridad que toman esas mentes brillantes si algo sale mal………………., ya que tanta inversión en dinero….. no se puede botar al tacho, y los inversionistas esperarán utilidades.
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Estimado Ronald
Gracias por participar
Muy interesante tu información, me parece que tu información se ha prestado para debate, algunso piensan que son agujeros negros, otros que no y otros que es materia rara…
Te pongo a continuación algo caerca de los agujeros que respondí en otra entrada EN ESTE BLOG:
Los agujeros negros se forman en las grandes estrellas ¿Cómo?
Las estrellas en funcionamiento normal explosionan continuamente enviando por los aires enormes masas de materia que cae y vuelve a subir como una danza, cuando el combustible se termina las masa comienza a acumularse en el centro y entonces la enormes cantidades de masas se atraen unas a otras aumentando la fuerza de gravedad (fuerza de atracción de masas) hasta tal punto que se curva el espacio tiempo a modo de una hondonada o agujero y comienza a atraer toda la materia circundante y hasta la luz, razón por la que se le observa como un agujero negro ya que la curva la y la atrae hacia si absorviéndola.
Pero esto no es siempre así, existe un fuerza que tiende a oponerse a esta atracción gravitacional, (atracción de masas), es la fuerza del principio de exclusión de Pauli que impide que los electrones ocupen las mismas órbitas en el átomo, o sea dos electrones jamás circularan por la misma pista alrededor del núcleo del átomo, si no existiera esa fuerza seríamos solo una sopa universal, se le llama: “presión de degeneración electrónica o neutrónica”.
La fuerza gravitacional del agujero negro debe ser mayor que “la presión de degeneración electrónica o neutrónica” para que el agujero se forme o sea siga colapsándose hacia si mismo, esto sucede cuando la masa de la estrella en colapso tiene una masa mayor a unas dos veces la masa de nuestro sol. Nuestro sol no formaría un agujero negro porque “la presión de degeneración electrónica o neutrónica” lo impediría.
Nada de esto es posible a nivel de partículas como las que chocan en el LHC dado que sus masas son casi nada y habría que tener alguna fuente de fuerza de gravedad tal que a ese nivel y con ayuda de esa fuerza gravitacional añadida se forzar a la formación de un agujero negro.
Sin embargo
* La teoría de la relatividad predice que si concentramos gran energía en un punto muy pequeño se curva el espacio tiempo formándose un agujero negro microscópico, pero para que eso sea necesario se necesitan energías de ¡¡¡1 million de billiones de veces mayor que las del LHC!!! .
** La teoría de las cuerdas especula la existencia de dimensiones adicionales ( 6, 11…etc) a las cuatro conocidas: las tres espaciales mas el tiempo, estas dimensiones adicionales serían muy pequeñas razón por la cual no las vemos, estarían rizadas. Eso no es todo, de ser cierta dicha teoría la fuerza de gravedad entre masas a muy pequeñas escalas sería mucho mayor que la que nosotros calculamos.
Pues bien habiendo una fuerza de gravedad extra debida a dimensiones extras muy pequeñas, podría suceder que en el punto de choque de las partículas, a casi la velocidad de la luz y gran energía para ese microscópico punto de impacto, se sume de tal forma a la energía y las fuerzas de gravedad debidas a las masas de las partículas en impacto, que provoque una curvatura del espacio tiempo y un agujero negro microscópico.
El punto es que según Stefen Hawking esos agujeros negros microscópicos se evaporarían inmediatamente debido a la radiación Hawking, que no es otra cosa que una fuga de masa permanente que existiría en los agujeros negros y que en el caso de los agujeros negros microscópicos los harían evaporarse como una pompa de jabón o como se evapora una gota de agua sometida a siempre mayor temperatura.
Si la teoría de Hawking no es verdadera, hay otra consideración abrumadora. La radiación de rayos gamma que asola permanentemente todo el universo y la tierra también es mucho más energética que la que se aplica en el LHC unas mil veces mayor según medidas efectuadas. En consecuencia de producirse agujeros negros voraces por esa vía de impactos con partículas, el universo y nosotros ya no existiríamos después de 13,7 mil millones de años de radiación gamma. Hay que recordar que los científicos han observado el universo y pueden dar fe de lo anterior.
EL INFORME DEL CERN ACERCA DE LA SEGURIDAD LO ENCUENTRAS AQUÍ:
saludos
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A pesar de extenso (totalmente comprensible), he encontrado al artículo muy informativo e interesante. como bien decias, qe grande parece la raza humana ahora no?
sin embargo tenia algunas dudas, el problema es qe, a pesar de estar muy interesado, tengo qe informarme por internet y por mis propios medios y capacidad de comprension, y a veces qedan dudas:
1) Einstein nos dijo qe la gravedad surge por la curvatura qe produce en el espacio-tiempo un objeto de gran masa. Pero, porqe otros objetos orbitan alrededor de ella? porqe no caen hacia el objeto como una manzana cae hacia el centro de la tierra? porqe se mantiene esa orbita?
2) si el universo (o el espacio-tiempo) es como un tejido sobre el qe se posan los objetos de gran masa, qe hay arriba y abajo? otras dimensiones? ademas no encuentro respuesta para la pregunta, porqe nos podemos mover en el espacio para arriba y para abajo, si es bidimensional no deberia ser solo adelante atras izqierda derecha? o es por la falta de gravedad?
3) pero no menos importante. el otro dia me surgio la duda de porqe en el Sol cuatro atomos de hidrogeno se convierten en uno de helio, y encontre qe un proton al encontrarse con otro se desintegra en un neutron (de un poco menos masa), un positron y un neutrino. tambien, qe un neutron esta compuesto por un proton, un electron y un neutrino anti-electron. y finalmente, qe en las pruebas para detectar neutrinos hacian qe un neutrino choqe con un proton, lo qe generaba un neutron y un positron. ademas, encontre en una explicacion qe un neutron esta compuesto por un proton y un electron qe rotan y orbitan alrededor de un neutrino qe rota y orbita al rededor de un anti-neutron compuesto por un positron y antiproton. y el anti-neutrino donde qedo? existe?
Quisiera pedir por favor las formulas de las qe estan compuestas las particulas porqe no me cierran entre si, yo hasta ahora entiendo que:
Neutron = Proton + Electron + Neutrino (digo + porqe esta compuesto por los tres, no porqe se sumen)
Proton = Neutron + Positron + Neutrino (de donde surge el positron?, en la formula del neutron no estaba)
Neutrino + Proton = Neutron + Positron (si pasamos el neutrino del otro lado nos daria -neutrino, lo qe supongo qe seria un anti-neutrino, o es qe no existe?)
Disculpen si la forma de expresarme y las preguntan estan hechas en forma caotica y desordenada, pero es qe asi esta mi cabeza y son muchas muy segidas de otras. Cualqier respuesta posible me sirve, muchas gracias.
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Estimado Máximo
Gracias por participar
Me causa admiración tus ansias por saber y esfuerzo por comprender el universo que te rodea, es la misma inspiración de los científicos del LHC por comprender y como yo y como ellos tienes dudas no lo sabes todo, nadie lo sabe todo.
En realidad la teoría de la relatividad de Einstein se puede dividir en :
* Teoría de la relatividad. La que demostró que el tiempo es relativo o sea depende del observador o sea aquel que lo mide y lo constante no es el tiempo en el universo, sino que la velocidad de la luz, c =300.000 km por seg que no solo es constante en todo el universo y no depende del observador, sino que además es la velocidad máxima en todo el universo, no puede ser excedida.
* Teoría “especial” de la relatividad. Que nos dice que el espacio y el tiempo se curvan en presencia de la materia del universo, existe un “continuo” espacio – tiempo que se curvan, el espacio y el tiempo forman un espacio ligado entre sí.
Esto implica que nos movemos en 4 dimensiones: las tres espaciales que todos conocemos y el tiempo que al ser relativo como lo es el espacio y se curva junto al espacio es la cuarta dimensión.
La teoría de la relatividad y la teoría de la relatividad especial juntas se llaman la teoría general de la relatividad de Einstein,.
L a relatividad dice muchas otras cosas y sirve para elaborar otras teorías o predicciones. En partícular dice que la masa es energía E = M* C2, lo que significa por ejemplo que para producir una partícula dada de cierta masa se debe aportar una cantidad de energía dada por esa formula. También sirve para saber cuanta energía puede crearse para desintegrar el átomo(materia, masa): Bomba atómica…etc
Los modelos o leyes de la física tienen todos dominios en que son válidas. Así por ejemplo a nivel de partículas atómicas y sub atómicas se aplica la llamada Física Cuántica; a nivel macroscópico, donde nosotros nos movemos, se aplican por ejemplo las leyes de Newton; y a nivel Cósmico (grandes cuerpos inter estelares y estelares) y velocidades cercanas a la de la luz, c, se aplica la Relatividad de Einstein. No significa esto que estas tres físicas no sean del todo válidas en los otros dominios sino que su influencia es despreciable al lado de otras leyes físicas.
En tu pregunta, dada la velocidad en que se mueve la tierra en torno al sol se aplican las leyes de Newton para determinar el movimiento del planeta en torno del sol, eso aunque el espacio tiempo en efecto se curve ya que su efecto ( la relatividad) no es apreciable comparado al que predicen las leyes de Newton.
Entonces la Tierra se mueve en torno del sol porque por una parte está en juego la ley de gravedad de Newton que atrae la Tierra hacia el Sol y el movimiento de la Tierra que trata de hacer escapar la Tierra del Sol, los puntos en que ambas se equilibran es la órbita Terrestre en torno del Sol. Así se mantiene porque no hay pérdida de energía por roce de la tierra con el espacio que la rodea, ya que se mueven en el espacio vacío, o sea la hay ya que el vacio no es tan vacío pero esa perdida de energía es tan despreciable que no se toma en cuenta.
Por otra parte siguen existiendo las tres dimensiones espaciales más el y tiempo. O sea hay un arriba un abajo, etc, pero el equilibrio del movimiento, o sea el resultado de todas las fuerzas en juego, hace que sea una trayectoria plana… pero inclinada.
Tu última pregunta es para un libro o varios, según lo creo.
Sucede que los físicos de las partículas han ido elaborando teorías sucesivas respecto del mundo de las partículas que forman el átomo, para demostrarlas experimentalmente, que es lo QUE DEBE HACER LA CIENCIA SINO NO ES CIENCIA, fabrica aceleradores de partículas y las hacen chocar para ver que sale del choque, o sea que sale de adentro de las partículas en colisión, como machacar una nuez.
La última teoría es la llamada: “Modelo de las partículas y las interacciones (o fuerzas) ” que explica la constitución de diferentes partículas, las fuerzas que interactúan en ese mundo microscópico, las cargas eléctricas pero deja algunas interrogantes sin respuesta, una de ellas es como aparece la masa , se especula de la existencia del llamado Boson de Higgs…etc.
Todo esto para decirte que en realidad no hay una fórmula matemática única para lo que pides, eso no significa no hay matemáticas la hay y a raudales.
Entonces yo te recomiendo que para empezar leas con atención los cuatro en laces siguientes de este blog.
1 EXPERIMENTOS FISICA PARTICULAS / UNA MIRADA
2 EL MODELO DE LAS PARTICULAS E INTERACCIONES
3 INTERROGANTES DEL MODELO ESTANDAR DE LAS PARTICULAS
4 FISICA DEL LHC
5 LHC / EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES
Los tres primeros son resumen de lo relativo a las partículas
Después de esa lectura atenta te recomiendo vayas a los 2 links siguientes, que están en ingles pero existen otros en español.
http://hands-on-cern.physto.se/hoc_v21en/index.htm
http://particleadventure.org/index.html
También los libros de Stephen Hawking si bien no tratan específicamente de las partículas, dan una muy buena visión del tema en general. “El mundo en una cáscara de nuez” y sin olvidar Wikipedia…
Espero te vaya bien
Saludos
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De verda que el ser humano es una maquina de destrucio el reator yo es toy seguro que el fin de el sera como un alma de destrucion maciva que acavara rapidamente con nosotros los seres humanos
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La forma del boson de Higgs lograda como probable por el CMS es correcta. Esa es la composición y forma de la Partíciula Divina. Me fue revelada por Dios hace dos años.Dentro de ella está mi rostro, mi casa, y sitio donde vivo. Soy sacerdote de Tlaxcala, México. Mi correo codigofrida@hotmail.com
Enviaré pruebas.
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Perfectamente comprobado por el CERN en el exitoso experimento del 30 de marzo de 2010. Yo tengo el Boson de Higgs, ya hace años. Es sumamente urgente que se comuniquen conmigo. En las primeras colisiones del BIG BANG del 30 de marzo aparece mi casa, forma y estructura, mi rostro ,en muchas partes. Personajes como Nefertiti y Akenaton. Pensaran que soy un «chiflado» pero es totalmemte verdadero. Entro en el tiempo, dimensiones superiores. Por favor codigofrida@hotmail.com
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hola,yo lo que no entiendo como tienen la certeza de saber que en el 2012 se va a acavar el mundo..eso nsdie lo sabe..supongo yo no se…pero si se va a acavr esta idea va a servir mucho.yo no puedo creer como se logro poder hacer una maquina asi…es increiblemente asombroso..es algo maravilloso.bueno chau
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Hola camila
Mira Camilita no creas cuentos, te recomiendo lo que le escribi a una querida amiga Sandra ante un pregunta de su parte en este blog:
Un saludo muy sincero
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Pingback: Dogma Cero | FIN DEL MUNDO: ¿10-09-2008?