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Silvana TapiaLuisa AchaerandioIgnacio CrespoFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetsistemas electrónicos e instrumentos científicosimanes optimizados coste energéticocolisiones artículos publicadosFrancis VillatoroAtlasCMSGastón GiribetGran Colisionador de Hadrones (LHC)Gran Colisionador de HadronesLHC7 teraelectronvoltios8 teraelectronvoltios14 teraelectronvoltiosEHC120 kilómetros horaHigh Luminosity LHC (HL-LHC)Héctor SocasHLLHCFentobarHLHCHigh EnergyCERN2.4 teraelectrón voltiosHL-LHC14 TeV13.5 TeV14 telélectronvoltiosbosón de HiggsEHL
Ehmc y colisiones más energéticas
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Francis Villatoro explica cómo la mejora de los sistemas electrónicos e imanes en instrumentos científicos puede llevar a reducciones del coste energético debido al uso de dispositivos más optimizados.
…y dices de clase A, de clase B, de clase C; la letra A es relativa al año en el que se ha producido ese frigorífico, ¿vale? O sea, un clase A hace cinco años probablemente hoy sería un clase C o un clase D, producido este año, ¿vale? Eso depende del año. Entonces, esto pasa también con nuestros grandes instrumentos científicos. El mejorar todos los sistemas electrónicos, mejorar todos los sistemas de imanes, mejorar todo, implica muchas veces reducciones del coste energético, porque utilizan nuevos dispositivos que están mucho más optimizados y pueden mejorar. Pero yo os digo, la verdad es que no he mirado específicamente el posible cambio energético, eso ya lo podremos comentar en el futuro conforme, porque vamos a estar eso, tres años y medio sin colisiones; solo tendremos artículos publicados con las colisiones que ya han acabado. Vale, vale. Muy bien, nada, y a ver, supongo que lo que Se pretende es el avanzar hacia eso, la fábrica de Higgs. ¿Qué se dice? No necesariamente. Recordemos que el LHC básicamente es una fábrica de quartop. Entonces, convertir una fábrica de quartop en una fábrica de Higgs es muy complicado. Las fábricas de…
Palabras #1
Francis Villatoro explica la incertidumbre sobre el aumento del consumo energético tras la actualización del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) al HL-LHC.
Habla: Francis VillatoroSignificado #16 · Palabras #4imanes superconductores temperaturaconsumo energético del lhctecnología de hace 25 años…pues cómo se vive desde la sala de control del ESC; va a haber entrevistas a la sala de control de todos los detectores, y bueno, se va digamos a hacer una especie de fiesta en honor a que hoy es el último día. Y el consumo energético del LHSS disparará, ¿no? Que ya se decía que era una instalación que consumía mucho cuando estaba funcionando y tal. Supongo que el High Luminosity, no sé cómo será el tema, pero imagino que el consumo escalará con... Bueno, igual no, porque no es; no necesariamente, o sea, va a haber mejoras en muchos de los sistemas que no necesariamente implican un mayor consumo energético. Pero no son campos más intensos, simplemente es que habrá más protones, pero ya. En principio, va a haber mejoras en los imanes superconductores, creo que se va a reducir un poco la temperatura, se van a hacer algunos detallitos, o sea que puede que haya un incremento de consumo energético, pero ahora mismo. No sabría asegurar cuánto es. Pero hay que recordar que este tipo de instrumentos son instrumentos diseñados hace una barbaridad, hace 25 años, más de 25 años y claro, es una tecnología que cuando reemplazas ciertos elementos por nuevos elementos diseñados en los últimos años, los últimos 5 años, uno de los añadidos es que mejoran su consumo energético significativamente. Todos recordemos, yo que sé, cuando compras un frigorífico y dices de clase A, de clase B, de clase C; la letra A es relativa al año en el que se ha producido ese frigorífico, ¿vale? O sea, un clase A hace cinco años probablemente hoy sería un clase C o un…
Francis Villatoro explica cómo la mejora de los sistemas electrónicos e imanes en instrumentos científicos puede llevar a reducciones del coste energético debido al uso de dispositivos más optimizados.
Habla: Francis VillatoroPalabras #1sistemas electrónicos e instrumentos científicosimanes optimizados coste energéticocolisiones artículos publicados…y dices de clase A, de clase B, de clase C; la letra A es relativa al año en el que se ha producido ese frigorífico, ¿vale? O sea, un clase A hace cinco años probablemente hoy sería un clase C o un clase D, producido este año, ¿vale? Eso depende del año. Entonces, esto pasa también con nuestros grandes instrumentos científicos. El mejorar todos los sistemas electrónicos, mejorar todos los sistemas de imanes, mejorar todo, implica muchas veces reducciones del coste energético, porque utilizan nuevos dispositivos que están mucho más optimizados y pueden mejorar. Pero yo os digo, la verdad es que no he mirado específicamente el posible cambio energético, eso ya lo podremos comentar en el futuro conforme, porque vamos a estar eso, tres años y medio sin colisiones; solo tendremos artículos publicados con las colisiones que ya han acabado. Vale, vale. Muy bien, nada, y a ver, supongo que lo que Se pretende es el avanzar hacia eso, la fábrica de Higgs. ¿Qué se dice? No necesariamente. Recordemos que el LHC básicamente es una fábrica de quartop. Entonces, convertir una fábrica de quartop en una fábrica de Higgs es muy complicado. Las fábricas de…
Francis Villatoro explica cómo las primeras colisiones en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) se realizaron con baja energía para facilitar el análisis debido al menor ruido de fondo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #18energía del gran colisionador de hadronescolisiones a 14 telélectronvoltios lhcaccidente rebajó energía del lhclhc trabajó a 13 y mediocolisiones lhc baja energíaanálisis partícula colisiones limpiasdescubrimiento partícula energías bajasapilado de colisiones menorfallo soldaduras gran colisionador hadronesreparación daño tubo en lhcenergía máxima 135 en lhcobjetivo energía 14 con ehl ehcenergía diseño del ehcsubir energía rápidamente ehcfrancis villatoro aclara fechas…en el que tú puedas ajustar muy bien la energía a lo que quieres ver; entonces eso te requiere un colisionador muy diferente a lo que es un colisionador de hadrones. Los colisionadores de hadrones normalmente los diseñas para trabajar a una gran energía. LHC es tratar de que las colisiones sean a 14 telélectronvoltios, que era supuestamente el objetivo de diseño del LHC, pero por el accidente que hubo, hubo que rebajarlo y ya se ha bajado y se trabajó a 5, a 7, a 8, a 12, 12 y medio, 12, a 13 y ahora estaban a 13 y medio. Hay que recordar que eso fue una gran fortuna, una de las grandes razones por las cuales el LHC descubrió el GIS tan pronto fue Que las primeras colisiones eran con muy baja energía y eso facilitaba el análisis porque tenía mucho menos ruido de fondo. Las colisiones son muy sucias, el apilado de colisiones, el pile up y claro, al trabajar a baja energía el apilado es mucho menor y las colisiones son mucho más limpias y es mucho más fácil descubrir la partícula. Entonces se adelantó el descubrimiento gracias a poder trabajar con energías más bajas; que eso no era la idea original. La idea original, ¿os acordáis?, es que se encendió a máxima energía y pegó un Petardazo porque había unas soldaduras que estaban mal y un trozo del propio, digamos, el tubo se rompió directamente saltó. Y eso fue un daño tremendo. Entonces la reparación que se hizo en muchos lugares, no solo en el sitio más dañado, no ha permitido garantizar llegar a la máxima energía. Se ha logrado, con diferentes reparaciones, alcanzar 13,5 pero no los 14, que son el objetivo con el EHL y el EHC. ¿Exactamente a qué problema técnico te referiste? ¿Que ocurre al principio? Sí, eso, el EHC, ahora mismo, puede que me confunda con la fecha, pero creo que iban a empezar las colisiones en 2009, y 2009 se encendió en septiembre Septiembre de 2018, de 2008, 2008, bueno, 2008, se enciende la máquina y se está trabajando en subir rápidamente la energía, en vez no empiezas con menos energía, pero subirla rápido, porque a ti te interesa trabajar la energía de diseño Tú tienes un coche que puede llegar a 120 kilómetros hora, pues no pones a trabajar con el coche y dices, bueno, iba a conducir primero 60, después conduzo a 70 ¿Puedo contar una anécdota del LHC en esa época? El LHC iba a encenderse. Perdona, porque es casi la hora que Silvana nos tenía que dejar, entonces no sé si te despedimos ya. Silvana: Sí, venga. Ya me voy, que me esperan en el laboratorio. Venga, un…
Francis Villatoro explica cómo las primeras colisiones físicas del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) ocurrieron con energías bajas, alrededor de 7 teraelectronvoltios, y posteriormente se incrementaron a 8 teraelectronvoltios.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7 · Palabras #3colisiones físicas con 7 teraelectronvoltiosenergías bajas gran colisionador hadronesmáquina diseñada para 14 teraelectronvoltios50 o 60 colisiones simultáneas…y bueno esa es una cuestión que ya os digo se resolvió básicamente a base de chapuzas es la verdad este tipo de cosas se chapuicean y entonces había un enorme miedo de que esas chapuzas no aguantaran la energía de diseño entonces se empezó trabajando con energías muy bajas, se fue subiendo poco a poco, entonces las primeras colisiones de verdad físicas fueron con 7, 7 tera de tronvoltios y fue un primer año y después pasaron a 8 tera de tronvoltios y claro, trabajar con 7 y 8 tera de tronvoltios fue una máquina que estaba diseñada para trabajar a 14, el doble, pues el apilado que ahora pues son 50 o 60 colisiones simultáneas por cada colisión útil, las otras son inútiles, no tienen que tienen contenido energético suficiente para ser interesantes, se reducía como a 20. Entonces, te eliminabas el ruido en un factor de 3. Entonces, eso permitió ver el bosón de Higgs mucho antes y fue, bueno, vino muy bien. No le diré el premio Nobel al LHC, pero lo malo a veces viene bien, ¿no? Y hemos podido estudiar la física de Dusson de Gis a energía creciente porque conforme se ha ido, la…
Gastón Giribet comenta sobre los cambios esperados en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), destacando un enfoque en la luminosidad y comparando su energía con la de los rayos cósmicos.
Habla: Gastón GiribetPalabras #2luminosidad del gran colisionador de hadronesfrancis sobre cambios en energía lhcestadística de lluvias de rayos cósmicos…si todo va bien, primavera de 2030, se encenderá el HLHC y se tratará en poco tiempo. No sé si lo volverán a intentar en un mes, o lo dejarán, digamos; vamos a dejarlo para tres o cuatro meses, para una rampa de ir subiendo la energía hasta la de diseño. Quería decir una cosa que, Francis, fíjense lo que dijo Francis, que no va a haber grandes cambios en energía, quizá un poco, pero sobre todo en la luminosidad; pero eso es muy importante porque, de hecho, los experimentos más energéticos que tenemos, los que podemos observar en astrofísica, sobre los que no tenemos ningún control, son rayos cósmicos, ¿no? Nosotros en rayos cósmicos tampoco tenemos un control de cuando va a caer una lluvia, pero podemos hacer estadística, poner dispositivos y son mucho más energéticos los máximos de energía alcanzados ahí, mucho más energéticos que los que producimos en un colisionador de partículas; pero ¿cuál es el problema? Primero que no estamos con control a fuentes, pero segundo porque no tenemos luminosidad suficiente, no alcanzamos la luminosidad, la estadística que necesitamos para saber lo que pasa ahí. Así que es muy importante la luminosidad, no es un detalle, digo, va muy de la madre. Bajar el ruido de la gráfica y ver las señales que hay ahí enterradas en el ruido. Pero bueno, que nadie se piense que estamos hablando de subir el número de colisiones, la…
Francis Villatoro explica cómo la luminosidad integrada, es decir, el número total de colisiones durante la vida útil del HLHC, aumentará significativamente en un orden de magnitud.
Habla: Francis VillatoroSignificado #12luminosidad integrada hlhccolisiones hlhc orden de magnitudluminosidad instantánea factor 2-4máxima energía hl-llhcimanes superconductores existentesenergía de diseño 14 tvtecnologías futuras colisionadores…que el acumulado de colisiones, el LHC básicamente, redondeando mucho, ha acumulado unos 300 inversos de centobar de colisiones; el HLHC en su periodo de vida, 10-12 años, se espera que obtenga 10 veces más colisiones, o sea, unos 3.000 inversos de centobar. Lo que se llama la luminosidad integrada, el número total de colisiones durante todo el periodo de vida de la máquina va a llegar a un orden de magnitud. Pero en lo que es la luminosidad instantánea, la que ocurre en cada número de colisiones por segundo, solo va a subir eso en un factor entre 2 y 4 que se irá subiendo conforme vaya avanzando la vida de la máquina. Inicialmente se va a tratar de que se pueda conseguir la máxima energía, que no es mucho mayor, porque gran parte de los imanes superconductores de la máquina no se pueden cambiar; se van a cambiar ciertas cosas, pero no todas. Vamos a hacer la máquina desde cero; vamos a preservar muchas cosas que limitan hasta donde podemos llegar, pero sí se va a tratar de garantizar que se llegue a esa energía de diseño: 14 TV. La diferencia es muy pequeña entre 13,5 y 14; en cuanto a energía la diferencia es ridícula. Pero bueno, vamos a conseguir una mayor luminosidad y bueno, todas las tecnologías que vamos a aplicar en el HL-LHC son tecnologías que serán la base de las tecnologías que se usarán en futuros colisionadores, claro. Aquí le faltó un poquito, lo apuntaba alguien en el chat, no sé porque ya se fue para arriba ese comentario y es verdad Le faltó estar un poquito más ágiles y haberle puesto una C delante en el acrónimo y así sería el CLHLHC No C-H-L-L -H-C, o sea que sería,…
Francis Villatoro explica cómo se llegó a la decisión de priorizar el incremento de luminosidad sobre el de energía en el LHC, debido a los riesgos asociados al aumento de energía y la mayor factibilidad del HLHC.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11lhc incremento de luminosidadriesgos asociados al aumento energía lhchlhc factibilidad proyecto exitosocoste menor hlhc…en el acrónimo y así sería el CLHLHC No C-H-L-L -H-C, o sea que sería, como si se capicula, palíndromo, exacto, por ejemplo el CERNs, si hubieras dicho CERNs High Luminosity Large Hadron Collider, pues ya tendría C-H -L-L-H-C Ya, claro Bueno, pues vamos con Sabéis que hubo una confrontación entre dos propuestas: la propuesta del H-E, del High Energy, ¿no? De incrementar significativamente la energía del L-H-C pero bueno, estamos hablando de incrementarla un poco más, tampoco de irnos mucho más lejos o incrementar la luminosidad y se llegó a la conclusión de que por toda la vida que había tenido tan zarosa y tan complicada el LHC incrementar la energía tenía un enorme peligro porque es posible que no se lograra; entonces como lo que pretendemos es un proyecto que sea exitoso, era mucho más factible que tuviera éxito incrementar la luminosidad que incrementar la energía y por eso se recurrió al HLHC, además que el coste también era menor y varias cosas. Y la factura de la luz iba a ser menor también. Bueno, rápidamente Francis, parece que según nos pones aquí que el experimento CMS confirma que efectivamente hasta donde podemos medir ahora, que es más que antes, el quark sigue siendo una partícula fundamental. Sí, básicamente, bueno, esto es un, a ver,…
Francis Villatoro explica cómo las colisiones de haces de protones generan gluones y quarks que se desintegran en grandes chorros de partículas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5 · Palabras #19colisiones de haces de protonesgluones y quarks en el ehcchorros hadrónicos en colisionesdistribuciones angulares de chorrosestadística de ángulos de separación…del CERN, se llama el CDS, el sistema de documentación del CERN, un artículo que estudia o busca, digamos, señales de Nueva Física, de Nueva Física más allá del modelo estándar, utilizando la distribución angular de las colisiones que producen dos chorros. Cuando colisionas el haz de protones con el otro haz de protones y tienes colisiones, lo más llamativo es que la colisión de más energía que produzcas, produzca gluones o quarks que se desintegran en chorros hadrónicos, en grandes chorros de partículas. Entonces, en el EHC hay colisiones que producen dos chorros, que producen tres, cuatro, cinco, seis; no recuerdo cuál era el récord, pero del orden de siete, por ahí; no recuerdo si se llegó a ocho, pero en cualquier caso la mayoría, casi todas las colisiones tienen dos chorros. Entonces, estudiando las distribuciones angulares de los chorros, yo puedo construir una función que me da cómo varía con la energía esa distribución de, digamos, una especie de estadística de cuántas colisiones producen dos chorros con un cierto ángulo de separación. entre ellos entonces tenemos modelos teóricos para predecir esa distribución, entonces CMS publicó, estaba enviado a Physis Letters B todavía no ha aparecido en la revista, pero aparecerá, y en la web del CERN el 26 de marzo, el preprint También está en…
Francis Villatoro explica que el experimento CMS ha obtenido un nuevo resultado teórico sobre la distribución angular de colisiones que producen dos chorros, anticipando la publicación de un artículo similar por parte del equipo Atlas en los próximos meses.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #17experimento cms y distribución angularcolisiones que producen dos chorrosartículo atlas en los próximos mesesenergía de colisiones a tres chorrosehmc y colisiones más energéticasdistribución típica de energía del protónchorros en experimento cmsmodelo teórico y exceso de colisiones…principal es el leading order, la L, y después tienes el siguiente orden y el siguiente, pues esto es N cuadrado LO, o sea, del next to next to leading order, entonces sería algo así como tercer orden. Entonces se ha obtenido una curva y CMS ha utilizado Ese nuevo resultado teórico, antes que Atlas, que probablemente el artículo de Atlas se publicará en los próximos meses, para ver si hay desviaciones en la física responsable de la producción de dos chorros. ¿Y por qué esto es interesante? Porque dos chorros no solo son el resultado más habitual de las colisiones que se almacenan en disco, que se producen en el EHC, sino que además, como son lo más común, lo más probable que ocurra, es también las colisiones que más energía alcanzan. Alcanzan. Es decir, las colisiones a tres chorros, pues la energía total de esas colisiones, como son muchas menos colisiones, la probabilidad de que alguna de esas colisiones tengan una energía muy muy alta es muy baja. Pero con dos chorros, como hay muchas más colisiones, pues la probabilidad es más alta. Con lo que yo puedo explorar regiones de energía, procesos energéticos, a una frontera más alta gracias a las colisiones que producen solamente dos chorros: que es el tope de energía que yo espero. En estas colisiones con CMS el tope ha estado del orden de 8 teraelectrón voltios. Recordad que las colisiones son a 13 teraelectrón voltios, las que se han estudiado en este artículo. Entonces es 8; normalmente la distribución típica de energía entre los constituyentes, si imaginamos que el protón está hecho básicamente de 3 cosas, pues se divide por 3, entonces hay que dividir 13 entre 3. Lo que pasa es que, excepcionalmente, pues hay procesos, las colisiones son entre dos cosas, en que esas dos cosas que colisionan alcanzan más energía. Y aquí entonces se ha explorado un rango de energía entre 2,4 y aproximadamente 8 TV, diferentes procesos de física. Esperada de número de colisiones que producen dos chorros en función del ángulo para todo ese rango de energía; por encima de 7 terelectrónvoltios solo se han localizado 50 colisiones. Son muy poquitas; por encima de 7 terelectrónvoltios hay muy poquitas, pero bueno, por poquitas que sean, yo puedo ajustarlas al modelo teórico y ver si veo algún tipo de exceso. Entonces tú ajustas el modelo teórico a las colisiones, a La distribución que tú observas y esperas ver algún tipo de desviación. Hay una especie como de histograma; hay diferentes trozos en energía, diferentes intervalos en energía y entonces si en alguno de esos intervalos de energía hay más colisiones de las…
Francis Villatoro explica que espera que el HLLHC permita explorar colisiones complejas y mejorar la significación estadística.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10colisiones complejas y hllhcsignificación estadística con hllhcquarks puntuales según cmsfentobar a 13 terelectronvoltios…sea que hemos explorado, ya os digo, con una significación estadística muy baja, repito, 2.4 sigmas no llega ni a 3, y estamos a infinito de 5. Con LHC no vamos a poder acercarnos a 5. Ya veremos con el HLLHC si podemos o no podemos y cómo se controlan este. Tipo de colisiones que son complicadas, pero yo espero que sí, que el HLLHC permita explorar este tipo de cosas y nos aclare un poquito y suba un poquito la significación. Pero con esa significación, aunque sea baja, no hay ningún tipo de incumplimiento de las predicciones de los modelos teóricos en ese rango de energía, con lo que aparentemente podemos asegurar, entre comillas, con todo lo que implica 2,4 sigmas, que los quarks, según CMS, en colisiones 138 inverso de Fentobar a 13 terelectronvoltios, son partículas puntuales hasta la escala de la energía de 10 a la menos 20 metros. Y ese es el récord ahora mismo de escala para ver puntual un quad. Entonces, bueno, eso es lo que se ha planteado como la noticia más... Aquí ya os digo, este artículo estudia acciones, bueno, mejor dicho, partículas tipo acción; estudia gravitones, modos…
Francis Villatoro explica que un colisionador no limita el estudio a energías inferiores, sino que también permite investigar fenómenos a escalas de energía superiores.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2colisionador estudia energías superioresfenómenos a escalas villatoroenergía de colisión limitada…distribución estadística de fenómenos que ocurren a 17 telélectronvoltios, a más energía porque esos fenómenos darán una distribución de probabilidad que tendrá muy baja probabilidad, pero no cero, fenómenos que afectarán a la escala que yo estoy estudiando. O sea, que eso es realmente lo más curioso, ¿no? Que un colisionador tenga una cierta energía de colisionado no significa que solo puedo estudiar cosas que están por debajo. Sí, es verdad, la mayoría de las cosas solo las puedo estudiar por debajo, pero hay ciertas cosas que sí puedo estudiar incluso a escalas de energía por encima. Vale, teníamos otra noticia de partículas, pero Francis, si te parece, como queda un método de la tacoclina solar que llevamos un par de semanas arrastrando y esta la dejamos para la semana que viene. Sí, es lo mejor, lo mejor; yo tengo ganas de escuchar…