Colisiones a 900 GeV c.m. en ATLAS y CMS del LHC en el CERN

El LHC está arrancando y se está realizando multitud de pruebas. Entre ellas las primeras colisiones controladas en los grandes detectores ATLAS y CMS. Se realizaron el 5 de mayo con los haces de protones sin acelerar, a la energía de inyección (450 GeV por haz tras abandonar SPS, Super Proton Synchrotron). Por tanto fueron colisiones a 900 GeV c.m. (en el centro de masas). Esta figura muestra una de estas colisiones en el detector ATLAS (se han obtenido también en CMS, ALICE y LHCb). El objetivo de estas colisiones controladas es que los técnicos de los detectores realicen ajustes y los preparen para las colisiones de interés físico a 13 TeV c.m. que se iniciarán en junio.

Más información en Abha Eli Phoboo, “First Collisions At Injection Energy,” ATLAS News, 08 May 2015; “Splashes for Synchronization,” ATLAS News, 15 Apr 2015. Más eventos en ATLAS event displays, 900 GeV Collisions, CMS event at 900 GeV – 5 May 2015, y CMSfirst post-LS1 splash events.

Este tipo de imágenes de eventos/sucesos en ATLAS serán habituales en este blog dentro de unos meses, conforme se vaya redescubriendo el modelo estándar en el LHC Run II. El 5 de mayo sólo se inyectaron tres paquetes de protones, cada uno con unas decenas de miles de millones de protones a 450 GeV (recuerda que la masa de un protón es de casi 1 GeV/c²). Gracias a estas colisiones a baja energía se puede validar/verificar toda la cadena de toma de datos de colisiones. Por supuesto, se han observado otros eventos con anterioridad (sobre todo debido a rayos cósmicos).

Otras pruebas realizadas con los detectores han sido los beam splashes, que se usan para ajustar la sincronización de todos los detectores. Estas pruebas se realizaron el 7 de abril y como muestran estas figuras se activan todos los detectores (la longitud de la barra en amarillo indica la energía depositada en los calorímetros). En estas pruebas un paquete de protones en un haz se hace colisionar con un colimador (que normalmente está abierto para dejar pasar los haces). Como resultado se produce una lluvia de partículas que se comporta como una ola gigante (casi un tsunami) en los detectores.

Gracias a que se activan todos los detectores se pueden sincronizar todos los relojes internos para la toma de datos. Hay que recordar que en el LHC Run I se trabajó con colisiones cada 50 nanosegundos (20 MHz) y que en el LHC Run II se trabajará con colisiones cada 25 nanosegundos (40 MHz). Por ello, la sincronización de todos los detectores es de importancia fundamental.

Para los que quieran ver los eventos/sucesos en el otro gran detector del LHC, llamado CMS, incluyo estas figuras de colisiones a 900 GeV c.m. en las pruebas del 5 de mayo.

Estas imágenes muestran los beam splashes del 7 de abril en CMS. He buscado, sin éxito, imágenes similares de ALICE y LHCb pero no las he encontrado. Aún así su interés es limitado y no he insistido mucho en la búsqueda.

Fuente

Acerca de A. Arrieta

Físico egresado de la Universidad de Córdoba con sede en la Ciudad de Montería. Magister en Física de la Universidad Nacional de Colombia con sede en la ciudad de Medellín. Docente del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) y docente adscrito a la Secretaría de Educación de Medellín. "Amarrar el conocimiento no te hace más sabio, en cambio compartirlo te hace más útil a la sociedad, trascender y no morir para siempre"
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