Gran Col·lisionador d'Hadrons

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Dins del túnel del GCH al CERN

El Gran Col·lisionador d'Hadrons (GCH) (en anglès: Large Hadron Collider, LHC) és un accelerador de partícules, construït per l'Organització Europea per a la Recerca Nuclear (CERN), que fa col·lidir feixos d'hadrons. Es va posar en funcionament el 10 de setembre de 2008.

El GCH és a un túnel de 27 km de circumferència (en el lloc on estava l'accelerador LEP), soterrat 50-175 m sota terra. Està situat entre les fronteres de França i Suïssa, al nord-oest de la ciutat de Ginebra.

Dins del túnel, feixos de protons i de nuclis seran accelerats a velocitats properes a la de la llum i es faran col·lidir a energies al centre de masses de fins a 14 TeV. Això permetrà reproduir condicions de densitat d'energia molt grans, properes a les dels instants primerencs de l'univers, el Big Bang. D'aquesta manera, es podrà estudiar l'origen de la matèria, posant a prova el Model estàndard de física de partícules, és a dir, la teoria vigent que explica el comportament de les partícules elementals i que requereix ser posada a prova per comprovar la seva validesa.

L'acceleració i la col·lisió de partícules a alta energia genera una informació enorme que és detectada per quatre aparells. Els detectors envien aquesta informació a una sèrie centres de computació repartits per Europa, Àsia i Amèrica que emmagatzemen i processen les dades. Un d'aquests centres és el PIC (Port d'Informació Científica), centre tecnològic participat per la Universitat Autònoma de Barcelona, el Centre d'Investigacions Energètiques, Mediambientals i Tecnològiques (CIEMAT), la Generalitat de Catalunya i l'Institut de Física d'Altes Energies (IFAE).

Entre el 23 d'agost i el 3 de setembre de 2007 s'ha provat el funcionament del sistema fent que un dels quatre detectors, anomenat ATLAS, detecti dades provinents de raigs còsmics i els transmeti a diversos centres de computació, el PIC entre ells. Ha estat, doncs, el primer exercici amb dades del GCH que s'envien en temps real a centres fora del CERN. Durant aquests dies, s'ha emmagatzemat deu milions d'esdeveniments (col·lisions de partícules). Aquesta informació serà utilitzada per posar a prova els sistemes de detecció, adquisició i distribució de les dades. Un cop analitzades, les dades seran utilitzades per refinar els paràmetres de calibració del detector abans que aquest comenci a treballar, el 2008, amb les dades provinents dels experiments d'acceleració i col·lisió de partícules.

El 30 de març del 2010 va començar el programa de recerca del LHC amb la primera col·lisió entre dos feixos de protons a 7 TeV (3,5 TeV per feix), l'energia més gran mai assolida a un laboratori[1]

Experiments[modifica | modifica el codi]

La cadena d'acceleració del GCH

S'estan construint 6 experiments per a ser utilitzats al GCH. Aquests són:

  • ALICE (A Large Ion Collider Experiment, «Experiment del Gran Col·lisionador de Ions»)
  • ATLAS (A large Toroidal LHC ApparatuS, «Gran Aparell Toroidal del GCH»)
  • CMS (Compact Muon Solenoid, «Solenoid Compacte per a Muons»)
  • LHCb (LHC beauty experiment, «Experiment de bellesa al GCH»)
  • LHCf (LHC forward experiment, «Experiment cap al davant al GCH»)
  • TOTEM (Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation, «Secció eficaç total, dispersió elàstica i dissociació per difracció»)

Igual que el GCH, aquests estan situats sota terra, però en les cavitats que hi ha als punts d'intersecció. Dos d'ells (ATLAS i CMS) són grans detectors de partícules amb objectius generals. Hi ha dos experiments de talla mitjana (ALICE i LHCb) i els restants (LHCf i TOTEM) són menors i més especialitzats.

Qüestions sobre seguretat[modifica | modifica el codi]

Han sorgit polèmiques sobre la seguretat del GCH, relacionades amb la possibilitat que aquest accelerador de partícules puga generar fenòmens perillosos per a la Terra, com per exemple, la creació de forats negres microscòpics, strangelets, estats del buit inestables o monopols magnètics.

En 2008, el Grup d'Avaluació sobre Seguretat del GCH (LSAG, sigles en anglès), un grup de físics de partícules que no participen en els experiments del GCH, ha publicat un informe en el qual afirmen que el GCH no comporta cap risc, ja que "no farà res que la natura no haja ja fet abans milions de vegades".[2][3][4]

Xarxa de Computació (Computing Grid)[modifica | modifica el codi]

La xarxa de computació (o Computing Grid en anglès) del GCH és una xarxa de distribució dissenyada pel CERN per a controlar l'enorme quantitat de dades que seran produïdes pel Gran Col·lisionador d'Hadrons (GCH). Incorpora tant enllaços propis de fibra òptica com parts d'Internet d'alta velocitat.

El flux de dades proveït des dels detectors s'estima aproximadament en 300 Gb/s, que és filtrat buscant "esdeveniments interessants", resultant un flux de 300 Mb/s. El centre de còmput del CERN, considerat "Fila 0" de la xarxa, ha dedicat una connexió de 10 Gb/s.

S'espera que el projecte generi 27 Terabytes de dades per dia, més 10 TB de "resum". Aquestes dades són enviats fora del CERN a onze institucions acadèmiques d'Europa, Àsia i Amèrica del Nord, que constituïxen la "fila 1" de processament. Altres 150 institucions constituïxen la "fila 2". S'espera que el GCH produeixi entre 10 a 15 Petabytes de dades per any.

Pressupost[modifica | modifica el codi]

La construcció del GCH va ser aprovada en 1995 amb un pressupost de 2600 milions de francs suïssos (al voltant de 1700 milions d'euros), juntament amb altres 210 milions de francs (140 milions €) destinats als experiments. No obstant això, aquest cost va ser superat en la revisió de 2001 en 480 milions de francs (300 milions de €) en l'accelerador, i 50 milions de francs (30m €) més en l'apartat per a experiments.%[9] Altres 180 milions de francs (120m €) més s'han hagut de destinar a l'increment de costos de les bobines magnètiques superconductores. El pressupost de la institució aprovat per a 2008, és de 660.515.000 euros dels quals Espanya aportarà el 8'3%, un total de 53.929.422 euros.

Referències[modifica | modifica el codi]

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Gran Col·lisionador d'Hadrons