Diferencia entre revisiones de «Gran colisionador de hadrones»
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Cuando funciona en el registro de energía actual de 6,5 TeV por protón lanzado al haz,<ref>{{cite web|title=First successful beam at record energy of 6.5 TeV|url=http://home.cern/about/updates/2015/04/first-successful-beam-record-energy-65-tev|date=10 de abril de 2015|accessdate=10 de enero de 2016}}</ref> una o dos veces al día, a medida que los protones se aceleran de 450 GeV a 6,5 TeV , el campo de los imanes dipolares superconductores aumenta de 0,54 a 7,7 teslas (T). Cada protón tiene una energía de 6,5 TeV, lo que proporciona en el choque una energía de colisión total de 13 TeV. En esta energía los protones tienen un [[factor de Lorentz]] de alrededor de 6 930 y se mueven a aproximadamente 0,999 999 990 ''c'', o sea: alrededor de 3,1 m/s (11 km/h) más lenta que el límite máximo de la velocidad de la luz en el vacío (''c''). En total, tarda menos de 90 microsegundos (μs) para que un protón viaje 26,7 km alrededor del anillo principal. Esto da como resultado 11.245 revoluciones por segundo para los protones dentro del túnel circular, ya sea que las partículas tengan una energía baja o alta en el anillo principal o que la diferencia de velocidad entre estas energías esté más allá del quinto decimal.<ref>{{cite web|title=Acoustic measurements at LHC collimators|first1=D.|last1=Deboy|first2=R.W.|last2=Assmann|first3=F.|last3=Burkart|first4=M.|last4=Cauchi|first5=D.|last5=Wollmann|date=29 de agosto de 2011|website=LHC Collimation Project|url=https://indico.cern.ch/event/138175/contributions/143308/attachments/115687/164260/2011_08_WGMeeting_ddeboy.pdf|quote=The ring operates with an acoustic fundamental and overtones of 11.245 kHz}}</ref>
En lugar de tener haces continuos, los protones se agrupan, formando hasta 2.808 racimos, con 115 mil millones de protones en cada grupo, de modo que las interacciones entre los dos haces tienen lugar a intervalos discretos, principalmente a una distancia luz de 25 [[nanosegundo]]s (ns), proporcionando una tasa de colisión de 40 [[Hercio|MHz]]. Fue puesto en funcionamiento con menos racimos de protones durante los primeros años. La [[Dispersión refractiva|luminosidad]] de diseño del LHC es de 10<sup>34</sup> cm<sup>−2</sup> s<sup>−1</sup>, <ref>{{cite web|url=http://cdsweb.cern.ch/record/1228285/files/ATL-DAQ-PROC-2009-044.pdf|title=Operational Experience of the ATLAS High Level Trigger with Single-Beam and Cosmic Rays|accessdate=29 de octubre de 2010}}</ref>, la cual fue alcanzada por primera vez en junio de 2016.<ref name="designlumireached">{{cite web|url=https://home.cern/about/updates/2016/07/lhc-performance-reaches-new-highs|title=LHC performance reaches new highs|date=13 de julio de 2016|accessdate=13 de mayo de 2017}}</ref> En 2017 se logró el doble de este valor.<ref name="endof2017">{{cita noticia|url=https://home.cern/about/updates/2017/11/record-luminosity-well-done-lhc|título=Record luminosity: well done LHC|fecha=15 de noviembre de 2017|fechaacceso=2 de diciembre de 2017|idioma=en}}</ref>
[[Archivo:CERN LHC Proton Source.JPG|thumb|left|Los protones necesarios para el LHC se originan desde un pequeño tanque rojo de [[hidrógeno]].]]
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=== Primera fase (datos tomados de 2009 a 2013) ===
Los primeros resultados físicos del LHC, que involucraron 284 colisiones, que tuvieron lugar en el detector ALICE, se publicaron el 15 de diciembre de 2009.<ref name="first science 2009">{{cita web|apellidos1=Vieru|nombre1=Tudor|título=First Science Produced at LHC|url=https://news.softpedia.com/news/First-Science-Produced-at-LHC-129833.shtml|obra=[[Softpedia|Softpedia News]]|idioma=en|fecha=15 de diciembre de 2009}}</ref> Se publicaron los resultados de las primeras colisiones protón-protón a energías superiores a las colisiones protón-antiprotón Tevatron de Fermilab, gracias a la colaboración del detector CMS a principios de febrero de 2010, produciendo un conjunto de hadrones cargados mayor de lo previsto.<ref name="first proton-proton 2010">{{cite journal|author=V. Khachatryan ''et al.'' (CMS collaboration)|year=2010|title=Transverse momentum and pseudorapidity distributions of charged hadrons in pp collisions at {{radical|s}} = 0.9 and 2.36 TeV|journal=[[Journal of High Energy Physics]]|volume=2010|issue=2|pages=1–35|arxiv=1002.0621|bibcode=2010JHEP...02..041K|doi=10.1007/JHEP02(2010)041}}</ref>
Después del primer año de recopilación de datos, gracias a las colisiones experimentales del LHC, se comenzaron a publicar los resultados preliminares sobre búsquedas de una nueva física más allá del Modelo Estándar en las colisiones protón-protón.<ref name="CMS-XD">{{cite journal|author=V. Khachatryan ''et al.'' (CMS collaboration)|year=2011|title=Search for Microscopic Black Hole Signatures at the Large Hadron Collider|journal=[[Physics Letters B]]|volume=697|issue=5|pages=434–453|arxiv=1012.3375|bibcode= 2011PhLB..697..434C|doi=10.1016/j.physletb.2011.02.032}}</ref><ref name="CMS-SUSY">{{cite journal|author=V. Khachatryan ''et al.'' (CMS collaboration)|year=2011|title=Search for Supersymmetry in pp Collisions at 7 TeV in Events with Jets and Missing Transverse Energy|journal=[[Physics Letters B]]|volume=698|issue=3|pages=196–218|arxiv=1101.1628|bibcode=2011PhLB..698..196C|doi=10.1016/j.physletb.2011.03.021}}</ref><ref name="ATLAS-SUSY1">{{cite journal|author=G. Aad ''et al.'' ([[ATLAS experiment|ATLAS collaboration]])|year=2011|title=Search for supersymmetry using final states with one lepton, jets, and missing transverse momentum with the ATLAS detector in {{radical|s}} = 7 TeV pp|journal=[[Physical Review Letters]]|volume=106|issue=13|pages=131802|arxiv=1102.2357|bibcode= 2011PhRvL.106m1802A|doi=10.1103/PhysRevLett.106.131802|pmid=21517374}}</ref><ref name="ATLAS-SUSY2">{{cite journal|author=G. Aad ''et al.'' ([[ATLAS experiment|ATLAS collaboration]])|year=2011|title=Search for squarks and gluinos using final states with jets and missing transverse momentum with the ATLAS detector in {{radical|s}} = 7 TeV proton-proton collisions|journal=[[Physics Letters B]]|volume=701|issue=2|pages=186–203|arxiv=1102.5290|bibcode= 2011PhLB..701..186A|doi=10.1016/j.physletb.2011.05.061}}</ref> No se detectó evidencia de nuevas partículas en los datos recopilados en 2010. Como resultado, se establecieron límites en el espacio de parámetros permitido de varias extensiones del Modelo estándar, como los modelos con grandes dimensiones adicionales o versiones restringidas del Modelo estándar supersimétrico mínimo y otros. <ref>Chalmers, M. [http://physicsworld.com/cws/article/indepth/44805 Reality check at the LHC], [http://physicsworld.com/ physicsworld.com], Jan 18, 2011</ref><ref>McAlpine, K. [http://physicsworld.com/cws/article/news/45182 Will the LHC find supersymmetry?] {{Wayback|url=http://physicsworld.com/cws/article/news/45182 |date=20110225101256 }}, [http://physicsworld.com/ physicsworld.com], Feb 22, 2011</ref><ref>{{cite journal|author=Geoff Brumfiel|year=2011|title=Beautiful theory collides with smashing particle data|journal=[[Nature (journal)|Nature]]|volume=471|issue=7336|pages=13–14|bibcode=2011Natur.471...13B|doi=10.1038/471013a|pmid=21368793}}</ref>
El 24 de mayo de 2011, se informó que el plasma quark-gluón (la materia más densa que se cree que existe además de los agujeros negros) había podido ser creado finalmente en el LHC.<ref name="plasma">{{cita web|url=http://news.nationalgeographic.com/news/2011/05/110524-densest-matter-created-lhc-alice-big-bang-space-science/|título=Densest Matter Created in Big-Bang Machine|nombre=Ker|apellidos=Than|obra=[[National Geographic (revista)|National Geographic]]|fecha=26 de mayo de 2011|idioma=en}}</ref>
[[Archivo:BosonFusion-Higgs.svg|thumb|right|Un diagrama de Feynman de una forma en que el bosón de Higgs se puede producir en el LHC. Aquí, dos quarks emiten cada uno un bosón W o Z , que se combinan para formar un bosón de Higgs neutral.]]
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El 13 de diciembre de 2011, el CERN informó que el bosón de Higgs predicho por el Modelo Estándar, si existía, era más probable que tuviera una masa restringida en el rango de 115–130 GeV. Tanto los detectores CMS como ATLAS también habían mostrado picos de intensidad en el rango de 124-125 GeV consistentes con el ruido de fondo o con la observación del bosón de Higgs.<ref>{{cite press|url=http://press.cern/press-releases/2011/12/atlas-and-cms-experiments-present-higgs-search-status|title=ATLAS and CMS experiments present Higgs search status|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|date=13 de diciembre de 2011|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref>
El 22 de diciembre de 2011, se informó que se había observado una nueva partícula compuesta, el estado del bottomonio χ b (3P).<ref name="dec 2011 particle">{{cita noticia|nombre=Jonathan|apellidos=Amos|url=https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-16301908|título=LHC reports discovery of its first new particle|obra=[[BBC News]]|fecha=22 de diciembre de 2011|idioma=en}}</ref>
El 4 de julio de 2012, los equipos de CMS y ATLAS anunciaron el descubrimiento de un bosón en la región de masas alrededor de 125–126 GeV, con un valor estadístico al nivel de 5 sigma cada uno. Esto cumple con el nivel formal requerido para anunciar una nueva partícula. Las propiedades observadas fueron consistentes con el bosón de Higgs, pero los científicos fueron cautelosos en cuanto a si se identificaba formalmente como el bosón de Higgs, en espera de un análisis adicional.<ref name=cern1207>{{cite press|url=http://press.cern/press-releases/2012/07/cern-experiments-observe-particle-consistent-long-sought-higgs-boson|title=CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|date=4 de julio de 2012|accessdate=9 de noviembre de 2016 }}</ref> El 14 de marzo de 2013, el CERN anunció finalmente la confirmación de que la partícula observada era de hecho el bosón de Higgs que anteriormente se había predicho.<ref>{{cite web|date=14 de marzo de 2013|title=Now confident: CERN physicists say new particle is Higgs boson (Update 3)|url=https://phys.org/news/2013-03-confident-cern-physicists-higgs-boson.html|publisher=Phys Org|accessdate=4 de diciembre de 2019}}</ref>
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