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Silvana TapiaLuisa AchaerandioIgnacio CrespoFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetcolisionador estudia cola estadísticafenómenos a 17 telélectronvoltiosfrancis villatoro y distribución probabilidadnaturaleza y colisiones de 13 tevcolisionador estudia energías superioresfenómenos a escalas villatoroenergía de colisión limitadaFrancis VillatoroCMSGran Colisionador de HadronesLHCHéctor SocasNéstor EduardoAtlas37 teraelectrón voltios8 teraelectrón voltios7 teraelectronvoltios8 teraelectronvoltios14 teraelectronvoltios13 teleelectrónvoltios17 teleelectrónvoltiosEHCHL-LHC14 TeV13.5 TeVCERNGran Colisionador de Hadrones (LHC)bosón Higgs2.4 teraelectrón voltios
Energía de colisión limitada
Con
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Francis Villatoro explica que un colisionador no limita el estudio a energías inferiores, sino que también permite investigar fenómenos a escalas de energía superiores.
…y aunque no llegues a una conclusión así revolucionaria, pero es bonito pensar eso, que estamos ahí rascándole y esto es una partícula puntual. Bueno, seguimos rascando y sigue siendo puntual. Así que tiene, no sé, yo creo que es muy, no sé cómo decirlo. Que mola pensar en esas cosas, ¿no? Porque es acercarte como a lo más profundo de la naturaleza y seguir confirmando que es así y fijaros que la idea maravillosa aquí es que con un colisionador, que sus colisiones son hasta 13 telélectronvoltios, podemos estudiar, digamos, la cola de la 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…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica la dificultad de transformar el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en una fábrica de bosones Higgs, contrastándolo con su función actual como fábrica de quarks.
Habla: Francis VillatoroSignificado #14 · Palabras #11lhc fábrica de quartopbosones higgs y electrodébilcolisionador de hadrones alta energíagran colisionador de hadrones…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 partículas de naturaleza básicamente electrodébil, es decir, bosones Z, W y de Higgs, requiere colisiones con una energía muy concreta, básicamente el doble de la masa de la partícula, o sea, requiere un colisionador 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…
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 #7colisiones lhc baja energíaanálisis partícula colisiones limpiasdescubrimiento partícula energías bajasapilado de colisiones menor…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…
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 #6 · Palabras #20colisiones 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…
Francis Villatoro explica que inicialmente se buscará alcanzar la máxima energía posible para el HL-LHC, aunque está limitada por los imanes superconductores existentes.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11 · Palabras #9máxima energía hl-llhcimanes superconductores existentesenergía de diseño 14 tvtecnologías futuras colisionadores…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 las colisiones de haces de protones generan gluones y quarks que se desintegran en grandes chorros de partículas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #8 · Palabras #15colisiones 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 cómo las colisiones que producen solamente dos chorros le permiten explorar regiones de energía a una frontera más alta, alcanzando un tope de 8 teraelectrón voltios en el experimento CMS.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #8experimento 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 colisionescolisiones y desviaciones del modelohistograma en intervalos de energíaproceso físico afecta a la distribución…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 esperadas por el modelo teórico, eso es una señal de que hay nueva física; hay algún proceso físico que afecta y produce ese exceso. ¿Qué pueden ser esos procesos físicos? Pues son procesos físicos más allá del modelo estándar, por ejemplo, la existencia de agujeros negros, la producción de agujeros negros o agujeros de gusano en los que a través de dimensiones extras del espacio-tiempo se…
Francis Villatoro explica cómo el estudio de las colisiones a alta energía permite investigar si los constituyentes del protón son partículas puntuales o tienen un tamaño detectable.
Habla: Francis VillatoroSignificado #15 · Palabras #10colisiones a alta energíatamaño detectable de quarksfunciones de onda quark interferencialímite de 8 terelectrón voltiosquarks como partículas puntualescolisiones a alta energía y quarksmodelo teórico de distribución extendidaenergía efectiva en quarks…electrón voltios; lo que yo puedo estudiar con esas en concreto, y es lo que destaca la noticia en el CERN, y lo que yo quería destacar hoy aquí en el programa es estudiar si los constituyentes del protón a alta energía son partículas puntuales o no lo son. Es decir, si son partículas que tienen un tamaño aparentemente más pequeño que el tamaño más pequeño que puedo explorar. Eso al hacer ese tipo de ajuste es realmente curioso porque las, digamos, distribuciones de probabilidad, entre comillas, las funciones de onda asociadas a cada quark puedan interferir entre ellas, porque tengan un tamaño suficientemente grande para que veamos esa interferencia. Eso me permite explorar no solo ese límite de esos 8 terelectrón voltios asociado a la colisión, sino multiplicar. Eso por un factor adicional, que depende del modelo que yo meta para esa distribución extendida de los quarks; que los quarks no sean partículas puntuales. Y eso me permite explorar la idea de que los quarks son partículas puntuales hasta una energía efectiva, efectiva por supuesto, pero con un modelo teórico, que depende del modelo. teórico, de hasta 17 telerelectrón voltios e incluso en ciertos modelos teóricos hasta 37 telerelectrón voltios. Es decir, si los quarks a una escala de 37 terelectrón voltios no fueran puntuales, sino que obviamente serían compuestos, las partículas…
Francis Villatoro explica que si los quarks no fueran partículas puntuales a una energía de 37 teraelectrón voltios, sino compuestas, se observaría una modificación o exceso en las colisiones.
Habla: Francis VillatoroPalabras #5quarks partículas compuestas 37 tvcolisiones quarks límite 8 tvteoría composición quarks 37 tv…hasta 37 telerelectrón voltios. Es decir, si los quarks a una escala de 37 terelectrón voltios no fueran puntuales, sino que obviamente serían compuestos, las partículas fundamentales entre comillas son puntuales, es la manera de hablar. Entonces, que no sean puntuales significa que son partículas compuestas. Si los quarks fueran partículas compuestas a una energía del orden de 37 TV y fuera la teoría que describe esa composición una concreta, pues entonces con un límite en colisiones de solo 8 TV, yo estoy explorando. Habría, habría una modificación, habría un exceso, Entre 6 y 8 teletronvoltios se vería un exceso de colisiones. Tampoco está hablando de todos los quarks, ¿no? No, no, y entonces fijaros, hay otros modelos que lo bajan, o sea, el intervalo está entre 17 y 37. Entonces, como mínimo, bueno, tú me dirás, bueno,…
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 #1 · Palabras #1colisionador estudia cola estadísticafenómenos a 17 telélectronvoltiosfrancis villatoro y distribución probabilidadnaturaleza y colisiones de 13 tevcolisionador estudia energías superioresfenómenos a escalas villatoroenergía de colisión limitada…y aunque no llegues a una conclusión así revolucionaria, pero es bonito pensar eso, que estamos ahí rascándole y esto es una partícula puntual. Bueno, seguimos rascando y sigue siendo puntual. Así que tiene, no sé, yo creo que es muy, no sé cómo decirlo. Que mola pensar en esas cosas, ¿no? Porque es acercarte como a lo más profundo de la naturaleza y seguir confirmando que es así y fijaros que la idea maravillosa aquí es que con un colisionador, que sus colisiones son hasta 13 telélectronvoltios, podemos estudiar, digamos, la cola de la 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…
Héctor Socas plantea la posibilidad de tecnomarcadores relacionados con aceleradores de partículas alienígenas y se pregunta sobre los límites teóricos para colisiones de partículas.
Habla: Héctor SocasPalabras #3tecnomarcador aceleradores partículas alienígenaslímites teóricos colisiones partículas…Eduardo, que pregunta si hay algún límite teórico para el acelerador de partículas. Supongo que en cuanto a energía o luminosidad, quizás no lo tengo muy claro, pero bueno, si hay algún límite teórico que una especie mucho más avanzada podría construir. ¿Podría existir algún tecnomarcador detectable relacionado con un acelerador de partículas alienígenas? Entonces, bueno, no lo había pensado nunca. ¿Hay algún límite teórico a cuántas partículas podamos tener colisionando? ¿Cuánta energía pueden tener esas partículas? En principio, no. Bueno, a ver, si hay límites exagerados, ¿no? En la escala de Plan, por ejemplo. O sea, en la escala de Plan, con las ideas actuales, que habrá gente que está de acuerdo con ellas y gente que no. Estas son ideas, son especulaciones. En la escala de Plan, la noción de partícula no existe. O sea, no se puede hablar de partícula porque una…