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Silvana TapiaLuisa AchaerandioIgnacio CrespoFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetlhc incremento de luminosidadriesgos asociados al aumento energía lhchlhc factibilidad proyecto exitosocoste menor hlhcLHCHLHCHigh EnergyFrancis VillatoroCERN14 telélectronvoltiosbosón de HiggsGran Colisionador de HadronesEHC120 kilómetros horaGastón GiribetGran Colisionador de Hadrones (LHC)EHLHéctor SocasHL-LHC14 TeV13.5 TeVESCHigh Luminosity LHC (HL-LHC)HLLHCDusson de Gis
Riesgos asociados al aumento energía LHC
Con
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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.
…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,…
Significado #1 · 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 #8fin de etapa hl-lhccvídeo directo sala de control escentrevistas detectores hl-lhccconsumo energético lhss disparaimanes superconductores temperaturaconsumo energético del lhctecnología de hace 25 años…es la gran revolución. Realmente, el EHC ha llegado a un cierto tope en el que, para seguir estudiando ciertos detalles del modelo estándar, tiene que superar los límites que tiene actualmente el EHC y eso es lo que se va a intentar lograr con el HL-LHC. entonces es un día emblemático, que digamos (entre comillas) va a pasar la historia. Aunque no sé si muchos medios se harán eco de esta noticia, pero bueno: hay un vídeo en directo que podremos ver offline todos los que estamos ahora disfrutando del directo de la grabación del programa de Coffee Break. Se podrá ver online el vídeo y podemos ver un poco 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 se ha ido ajustando la energía del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) a lo largo del tiempo, desde su objetivo inicial hasta los valores actuales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #15energía 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 reflexiona sobre cómo una avería inicial en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) resultó beneficiosa, permitiendo la detección temprana del bosón de Higgs y facilitando estudios posteriores.
Habla: Francis VillatoroSignificado #18detección temprana bosón higgsgran colisionador hadrones lhcfísica dusson de gis energía crecienteingeniería del instrumento ehc…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 gente del EHC ha ido trabajando en la parte de ingeniería del instrumento sin importarles un comino el tema de la física. Ellos querían optimizar el instrumento y llevarlo al máximo posible, pero siempre estaba. Antes había mucha más ciencia abierta; todo ese tipo de cosas se publicaban: todas las comisiones semanales sobre el estado real de la máquina, con todos los análisis…
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 GiribetSignificado #6lhc finaliza su actividadhlhc se encenderá en 2030rampa de energía del hlhcluminosidad del gran colisionador de hadronesfrancis sobre cambios en energía lhcestadística de lluvias de rayos cósmicos…y ya no sabemos cómo van esos asuntos. ¿No? Pero tenías una información detallada de qué habían mirado, qué pruebas hacían, porque estudiar la máquina y entenderla en detalle era clave para ir tratando de meter siempre más colisiones, meter más energía. Pero entonces eso ha acabado, digamos; el LHC como tal ya ha acabado, acaba hoy y a partir de 2030, 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 y Héctor Socas discuten las implicaciones del aumento de la luminosidad en el HLHC (High-Luminosity LHC), explicando cómo este incremento no se traduce directamente en una mejora proporcional de la relación señal-ruido.
Habla: Francis VillatoroPalabras #8relación señal ruido hlhcacumulado de colisiones hlhcluminosidad hlhc factor 4colisiones hlhc 3000 inversos…luminosidad, un orden de magnitud. Estamos hablando de un factor del orden de 2, 3, quizás se llegue a 4, ¿vale? O sea, todo depende de lo bien que se haga la máquina en estos años y lo bien que se diseñe. Y el objetivo sería multiplicarlo por un factor de 4. Recordemos que multiplicar un factor 4 de luminosidad no significa aumentar la relación señal-ruido a un factor 4. La relación señal-ruido va con la raíz cuadrada, suponiendo que la distribución sea normal, que me imagino que será el caso. Va con la raíz del número de eventos, o sea que si aumentas un factor 4 la luminosidad, aumenta un factor 2 la relación señal-ruido. De todas formas, lo que sí se espera es 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,…
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 #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 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 #1 · Palabras #1lhc 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 que la exploración de si los quarks son partículas puntuales ha revelado que, hasta una escala de energía de 17 teraelectrón voltios, se comportan como tales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #17quarks partículas puntuales 17 teraelectrón voltioslhc incapaz de alcanzar 5 sigmashlhlhc posible control de quarks…no se ha observado ningún exceso. Entonces, eso, ¿cómo se lee que no se haya observado ningún exceso en esas 50? Pues se lee como que hasta una escala de energía de 17 teraestrón voltios como mínimo, los quarks se comportan como partículas puntuales. Eso en metros equivale a 10 a la menos 20 metros, o 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…