El bosn de Higgs o partcula de Higgs es una partcula elemental propuesta en el Modelo estndar de fsica de partculas. Recibe su nombre en honor a Peter Higgs quien, junto con otros, propuso en 1964 el hoy llamado mecanismo de Higgs para explicar el origen de la masa de las partculas elementales. El Bosn de Higgs constituye el cuanto del campo de Higgs, (la ms pequea excitacin posible de este campo). Segn el modelo propuesto, no posee espn, carga elctrica o color, es muy inestable y se desintegra rpidamente, su vida media es del orden del zeptosegundo. En algunas variantes del Modelo estndar puede haber varios bosones de HiggsLa existencia del bosn de Higgs y del campo de Higgs asociado seran el ms simple de varios mtodos del Modelo estndar de fsica de partculas que intentan explicar la razn de la existencia de masa en las partculas elementales. Esta teora sugiere que un campo impregna todo el espacio, y que las partculas elementales que interactan con l adquieren masa, mientras que las que no interactan con l, no la tienen. En particular, dicho mecanismo justifica la enorme masa de los bosones vectoriales W y Z, como tambin la ausencia de masa de los fotones. Tanto las partculas W y Z, como el fotn son bosones sin masa propia, los primeros muestran una enorme masa porque interactan fuertemente con el campo de Higgs, y el fotn no muestra ninguna masa porque no interacta en absoluto con el campo de Higgs.El bosn de Higgs ha sido objeto de una larga bsqueda en fsica de partculas.El 4 de julio de 2012, el CERN anunci la observacin de una nueva partcula consistente con el bosn de Higgs, pero se necesitara ms tiempo y datos para confirmarlo. El 14 de marzo de 2013 el CERN, con dos veces ms datos de los que dispona en el anuncio del descubrimiento en julio de 2012, encontraron que la nueva partcula se ve cada vez ms como el bosn de Higgs. La manera en que interacta con otras partculas y sus propiedades cunticas, junto con las interacciones medidas con otras partculas, indican fuertemente que es un bosn de Higgs. Todava permanece la cuestin de si es el bosn de Higgs del Modelo estndar o quizs el ms liviano de varios bosones predichos en algunas teoras que van ms all del Modelo estndar. El 8 de octubre de 2013 le es concedido a Peter Higgs, junto a Franois Englert, el Premio Nobel de fsica "por el descubrimiento terico de un mecanismo que contribuye a nuestro entendimiento del origen de la masa de las partculas subatmicas, y que, recientemente fue confirmado gracias al descubrimiento de la predicha partcula fundamental, por los experimentos ATLAS y CMS en el Colisionador de Hadrones del CERN".Introduccin generalEn la actualidad, prcticamente todos los fenmenos subatmicos conocidos son explicados mediante el modelo estndar, una teora ampliamente aceptada sobre las partculas elementales y las fuerzas entre ellas. Sin embargo, en la dcada de 1960, cuando dicho modelo an se estaba desarrollando, se observaba una contradiccin aparente entre dos fenmenos. Por un lado, la fuerza nuclear dbil entre partculas subatmicas poda explicarse mediante leyes similares a las del electromagnetismo (en su versin cuntica). Dichas leyes implican que las partculas que acten como intermediarias de la interaccin, como el fotn en el caso del electromagnetismo y las partculas W y Z en el caso de la fuerza dbil, deben ser no masivas. Sin embargo, sobre la base de los datos experimentales, los bosones W y Z, que entonces slo eran una hiptesis, deban ser masivos. En 1964, tres grupos de fsicos publicaron de manera independiente una solucin a este problema, que reconciliaba dichas leyes con la presencia de la masa. Esta solucin, denominada posteriormente mecanismo de Higgs, explica la masa como el resultado de la interaccin de las partculas con un campo que permea el vaco, denominado campo de Higgs. Peter Higgs fue en solitario uno de los proponentes de dicho mecanismo. En su versin ms sencilla, este mecanismo implica que debe existir una nueva partcula asociada con las vibraciones de dicho campo, el bosn de Higgs.El modelo estndar qued finalmente constituido haciendo uso de este mecanismo. En particular, todas las partculas masivas que lo forman interaccionan con este campo, y reciben su masa de l. Hasta la dcada de 1980, no se pudo realizar ningn experimento en el que se utilizase la energa necesaria para comenzar a buscar dicho bosn, dado que la masa que se estimaba que podra tener era demasiado alta (unos cientos de veces la masa del protn).El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN en Ginebra, Suiza, inaugurado en 2008, y cuyos experimentos empezaron en 2010, fue construido con el objetivo principal de encontrarlo, probar la existencia del Higgs, y medir sus propiedades, lo que permitira a los fsicos confirmar esta piedra angular de teora moderna. Anteriormente tambin se intent en el LEP (un acelerador previo del CERN) y en el Tevatron (de Fermilab, situado cerca de Chicago en Estados Unidos).Historia

Los fsicos de partculas sostienen que la materia est hecha de partculas fundamentales cuyas interacciones estn mediadas por partculas de intercambio conocidas como partculas portadoras. A comienzos de la dcada de 1960 haban sido descubiertas o propuestas un nmero de estas partculas, junto con las teoras que sugieren cmo se relacionaban entre s. Sin embargo era conocido que estas teoras estaban incompletas. Una omisin era que no podan explicar los orgenes de la masa como una propiedad de la materia. El teorema de Goldstone, relacionado con la simetra continua dentro de algunas teoras, tambin pareca descartar muchas soluciones obvias.El mecanismo de Higgs es un proceso mediante el cual los bosones vectoriales pueden obtener masa invariante sin romper explcitamente la invariancia de gauge. La propuesta de ese mecanismo de ruptura espontnea de simetra fue sugerida originalmente en 1962 por Philip Warren Anderson y, en 1964, desarrollada en un modelo relativista completo de forma independiente y casi simultneamente por tres grupos de fsicos: por Franois Englert y Robert Brout; Las propiedades del modelo fueron adicionalmente consideradas por Guralnik en 1965 y Higgs en 1966. Los papeles mostraron que cuando una teora de gauge es combinada con un campo adicional que rompe espontneamente la simetra del grupo, los bosones de gauge pueden adquirir consistentemente una masa finita. En 1967, Steven Weinberg y Abdus Salam fueron los primeros en aplicar el mecanismo de Higgs a la ruptura de la simetra electrodbil y mostraron cmo un mecanismo de Higgs podra ser incorporado en la teora electrodbil de Sheldon Glashow, en lo que se convirti en el modelo estndar de fsica de partculas.Los tres artculos escritos en 1964 fueron reconocidos como un hito durante la celebracin del aniversario 50 de la Physical Review Letters. Sus seis autores tambin fueron galardonados por su trabajo con el Premio de J. J. Sakurai para fsica terica de partculas (el mismo ao tambin surgi una disputa; en el evento de un Premio Nobel, hasta 3 cientficos seran elegibles, con 6 autores acreditados por los artculos). Dos de los tres artculos del PRL (por Higgs y GHK) contenan ecuaciones para el hipottico campo que eventualmente se conocera como el campo de Higgs y su hipottico cuanto, el bosn de Higgs. El artculo subsecuente de Higgs, de 1966, mostr el mecanismo de decaimiento del bosn; slo un bosn masivo puede decaer y las desintegraciones pueden demostrar el mecanismo.En el artculo de Higgs el bosn es masivo, y en una frase de cierre Higgs escribe que "una caracterstica esencial" de la teora "es la prediccin de multipletes incompletos de bosones escalares y vectoriales". En el artculo de GHK el bosn no tiene masa y est desacoplado de estados masivos. En los exmenes de 2009 y 2011, Guralnik afirma que en el modelo GHK el bosn es slo en una aproximacin de orden ms bajo, pero no est sujeta a ninguna restriccin y adquiere masa a rdenes superiores y agrega que el artculo de GHK fue el nico en mostrar que no hay ningn bosn de Goldstone sin masa en el modelo y en dar un completo anlisis del mecanismo general de Higgs. Adems de explicar cmo la masa es adquirida por bosones de vector, el mecanismo de Higgs tambin predice la relacin entre las masas de los bosones W y Z, as como sus acoplamientos entre s y con el modelo estndar de quarks y leptones. Posteriormente, muchas de estas predicciones han sido verificados por precisas mediciones en los colisionadores LEP y SLC, abrumadoramente confirmando que algn tipo de mecanismo de Higgs tiene lugar en la naturaleza, pero an no se ha descubierto la manera exacta por la que sucede. Se espera que los resultados de la bsqueda del bosn de Higgs proporcione evidencia acerca de cmo esto es realizado en la naturaleza.Arrinconando al bosn de HiggsAntes del ao 2000, los datos recogidos en el Large Electron-Positron collider (LEP) en el CERN para la masa del bosn de Higgs del modelo estndar, haban permitido un lmite inferior experimental de 114.4 GeV/c2 con un nivel de confianza del 95% (CL). El mismo experimento ha producido un pequeo nmero de eventos que podran interpretarse como resultantes de bosones de Higgs con una masa de alrededor de 115 GeV, justo por encima de este corte, pero el nmero de eventos fue insuficiente para sacar conclusiones definitivas. En el Tevatrn del Fermilab, tambin hubo experimentos en curso buscando el bosn de Higgs. A partir de julio de 2010, los datos combinados de los experimentos del CDF y el D en el Tevatron eran suficientes para excluir al bosn de Higgs en el rango de 158 -175 GeV/c2 al 95% de CL. Resultados preliminares a partir de julio de 2011 extendieron la regin excluida para el rango de 156-177 GeV/c2 al 95% de CL. La recopilacin de datos y anlisis en la busca de Higgs se intensificaron desde el 30 de marzo de 2010, cuando el LHC comenz a operar en 3,5 TeV. Resultados preliminares de los experimentos ATLAS y CMS del LHC, a partir de julio de 2011, excluyen un bosn de Higgs de modelo estndar en el rango de masa 155-190 GeV/c2 y 149-206 GeV/c2, respectivamente, en el 95% CL.A partir de diciembre de 2011 la bsqueda se haba estrechado aproximadamente a la regin de 115130 GeV con un enfoque especfico alrededor de 125 GeV, donde tanto el experimento del ATLAS y el CMS informan independientemente un exceso de eventos, lo que significaba que, en este rango de energa, se detectaron, en un nmero mayor que el esperado, patrones de partculas compatibles con la desintegracin de un bosn de Higgs. Los datos eran insuficientes para mostrar si estos excesos fueron debido a fluctuaciones de fondo (es decir, casualidad aleatoria u otras causas), y su significado estadstico no era lo suficientemente grande como para sacar conclusiones o an ni siquiera para contar formalmente como una "observacin", pero el hecho de que dos experimentos independientes haban mostrado excesos alrededor de la misma masa llev a considerable entusiasmo en la comunidad de la fsica de partculas.El 22 de diciembre de 2011, la colaboracin de D tambin report limitaciones sobre el bosn de Higgs dentro del modelo estndar mnimamente supersimtrico (MSSM), una extensin del modelo estndar. Colisiones protn-antiprotn (pp) con una energa de masa de 1,96 TeV les haba permitido establecer un lmite superior para la produccin del bosn de Higgs dentro de MSSM desde 90 hasta 300 GeV y excluyendo tan > 20-30 para masas del bosn de Higgs por debajo de 180 GeV (tan es la relacin de los dos valores de la expectativa del vaco del doblete de Higgs) Por todo esto, a finales de diciembre de 2011, era ampliamente esperado que el LHC podra proporcionar datos suficientes para excluir o confirmar la existencia del bosn de Higgs del modelo estndar para finales de 2012, para cuando su coleccin de datos de 2012 (en energas de 8 TeV) haya sido examinada. Durante la primera parte de 2012, los dos grupos de trabajo del LHC continuaron con las actualizaciones de los datos tentativos de diciembre de 2011, que en gran medida estaban siendo confirmados y desarrollados an ms. Tambin estuvieron disponibles actualizaciones en el grupo que estaba analizando los datos finales desde el Tevatrn. Todo esto continu para resaltar y estrechar la misma regin de 125 GeV, que estaba mostrando caractersticas interesantes.El 2 de julio de 2012, la colaboracin del ATLAS public adicionales anlisis de sus datos de 2011, excluyendo los rangos de masas del bosn desde 111,4 GeV a 116,6 GeV, 119.4 GeV a 122.1 GeV, y 129.2 GeV a 541 GeV. Ellos Observaron un exceso de eventos correspondiente a las hiptesis de masas del bosn de Higgs de alrededor de 126 GeV con un significado local de sigma 2,9. En la misma fecha, las colaboraciones del D y el CDF anunciaron ms anlisis que aumentaron su confianza. El significado de los excesos de energas entre 115140 GeV ahora fue cuantificado como de desviaciones estndar de 2,9, correspondiente a una probabilidad de 1 en 550 de ser debido a una fluctuacin estadstica. Sin embargo, esto todava qued lejos de la confianza de sigma 5, por lo tanto, los resultados de los experimentos LHC son necesarios para establecer un descubrimiento. Ellos excluyen los rangos de la masa de Higgs de 100103 y 147180 GeV.

Se descubre un nuevo bosnEn una nota interna del CERN, del 21 de abril de 2011, se contextualizaba el rumor de que los fsicos del LHC haban detectado por primera vez el bosn de Higgs.La nota interna habla de la observacin de una resonancia en los 125 GeV, justo la clase de fenmeno que se esperara detectar si se hubiera encontrado un bosn de Higgs en ese rango de energa. Sin embargo, el elevado nmero de eventos observados, hasta treinta veces ms de los predichos en el modelo estndar de fsica de partculas, sorprenda a los propios investigadores. A finales de 2011, dos de los experimentos llevados a cabo en el LHC aportaron indicios de la existencia del bosn.El 22 de junio de 2012 el CERN anunci un seminario cubriendo las conclusiones provisionales para el ao 2012, y poco despus comenzaron a difundirse, en los medios de comunicacin, rumores de que esto incluira un anuncio importante, pero no estaba claro si se trataba de una seal ms fuerte o de un descubrimiento formal. El 4 de julio de 2012 fueron presentados por el CERN, con la presencia de varios cientficos, incluyendo al propio terico del tema Peter Higgs, los resultados preliminares de los anlisis conjuntos de los datos tomados por el LHC en 2011 y 2012 en los dos principales experimentos del acelerador (ATLAS y CMS). El CMS anunci el descubrimiento de un bosn con masa 125.3 0.6 GeV/c2 a una significacin estadstica de sigma 4,9, y el ATLAS de un bosn con masa 126.5 GeV/c2 de sigma 5. Esto cumple con el nivel formal necesario para anunciar una nueva partcula que es "consistente con" el bosn de Higgs. El estudio de las propiedades y caractersticas de la nueva partcula necesita an ms tiempo para poder confirmar si realmente se trata del bosn de Higgs del Modelo estndar o uno de los bosones de Higgs que predicen las teoras supersimtricas o si se trata de una nueva partcula desconocida. Se espera que los datos recopilados en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN puedan esclarecer la naturaleza de este nuevo bosn.En recientes conferencias, los datos estudiados arrojan ms luz sobre la naturaleza del bosn y, al menos de momento, confirman que se trata de un bosn de Higgs aunque habr que esperar para saber cul es.Propiedades

Resumen de las interacciones entre las partculas del modelo estndar.Muchas de las propiedades del bosn de Higgs, tal y como se describe en el modelo estndar, estn totalmente determinadas. Como su nombre indica, es un bosn, tiene espn 0 (lo que se denomina un bosn escalar). No posee carga elctrica ni carga de color, por lo que no interacciona con el fotn ni con los gluones. Sin embargo interacciona con todas las partculas del modelo que poseen masa: los quarks, los leptones cargados y los bosones W y Z de la interaccin dbil. Sus constantes de acoplo, que miden cuan intensa es cada una de esas interacciones, son conocidas: su valor es mayor cuanto mayor es la masa de la partcula correspondiente. En la versin original del modelo estndar, no se inclua la masa de los neutrinos ni, por tanto, una interaccin entre estos y el Higgs. Aunque sta podra explicar la masa de los neutrinos, en principio su origen puede tener una naturaleza distinta. El bosn de Higgs es adems su propia antipartcula.El modelo estndar no predice sin embargo la masa del Higgs, que ha de ser medida experimentalmente; tampoco el valor de algunos parmetros que dependen de sta: las constantes de acoplo del Higgs consigo mismo que miden cuan intensamente interaccionan dos bosones de Higgs entre s o su vida media. En primera aproximacin, la masa del Higgs puede tomar cualquier valor. Sin embargo la consistencia matemtica del modelo estndar impone cotas inferiores entre 85 y 130 GeV/c2, y cotas superiores entre 140 y 650 GeV/c2. Los experimentos llevados a cabo en los aceleradores LEP y Tevatron, y posteriormente en el LHC, han impuesto cotas experimentales para el valor de la masa del Higgs siempre asumiendo el comportamiento del modelo estndar. En julio de 2012 los dos experimentos del LHC efectuando bsquedas del Higgs, ATLAS y CMS, presentaron resultados que excluyen valores de la masa fuera del intervalo entre 123130 GeV/c2 segn ATLAS, y 122,5127 GeV/c2 segn CMS (ambos rangos con un 95% de nivel de confianza). Adems, anunciaron el descubrimiento de un bosn con propiedades compatibles con las del Higgs, con una masa de aproximadamente 125126 GeV/c2. Su vida media con esa masa sera aproximadamente 1022 s, una parte en diez mil trillones de un segundo. AlternativasDesde los aos en los que fue propuesto el bosn de Higgs han existido muchos mecanismos alternativos. Todas las otras alternativas usan una dinmica que interacta fuertemente para producir un valor esperado del vaco que rompa la simetra electrodbil. Una lista parcial de esos mecanismos alternativos es: Technicolor; es la clase de modelo que intenta imitar la dinmica de la fuerza fuerte como camino para romper la simetra electrodbil. El modelo de Abbott-Farhi; de composicin de los bosones de vectores W y Z Condensados de quarks top.Literatura, ficcin y msica A partir de la publicacin del libro de divulgacin cientfica La partcula de Dios: si el universo es la respuesta, cul es la pregunta? de Leon Lederman,44 en la cultura popular, el bosn de Higgs es llamado a veces "la partcula de Dios",45 aunque prcticamente todos los cientficos lo consideran una exageracin.46 47 48 49 En la pelcula ngeles y demonios, basada en el libro del mismo nombre (del autor Dan Brown), se menciona al bosn de Higgs de dicha forma. En la pelcula Solaris protagonizada por George Clooney y Natascha McElhone se teoriza que los visitantes que materializan el ocano viviente del planeta estaran formados por partculas subatmicas estabilizadas por un campo de Higgs. En el libro de ciencia ficcin Flashforward, escrita por Robert J. Sawyer (1999), dos cientficos desatan una catstrofe a nivel mundial mientras tratan de encontrar el esquivo bosn de Higgs. En el captulo 21 de la 5 temporada (The Hawking Excitation) de la serie The Big Bang Theory, Sheldon Cooper cree haber descubierto una prueba de la existencia del bosn de Higgs. En la serie espaola El barco, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN en Ginebra, Suiza provoca, tras su puesta en marcha, el hundimiento de los continentes, dejando como nicos supervivientes a los tripulantes de Estrella Polar y con una sola esperanza de vida que se sita en un pequeo trozo de tierra perdido en la cara este del planeta. El grupo musical madrileo Aviador Dro en su ltimo disco editado en junio de 2012 y titulado La Voz de la Ciencia dedican un tema al Bosn de Higgs. El artista gallego Ivn Ferreiro en su ltimo disco publicado en 2013 y con ttulo "Val Mior-Madrid: Historia y cronologa del mundo" dedica un tema al famoso Bosn de Higgs. En uno de los episodios de Los Pinginos de Madagascar, se hace referencia a dicho Bosn. Kowalski, uno de los integrantes dice que "solo hay una como esa en todo el universo", y la utiliza para clonar dodos.Notas1. 1. En el Modelo estndar, el total de la amplitud de decaimiento de un bosn de Higgs con una masa de 126 GeV/c2 se espera que sea 4.21103 GeV.4 La vida media sigue la expresin: .Referencias1. CERN Press Release: CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson (en ingls). 4 de junio de 2012. Consultado el 4 de junio de 2012. CMS collaboration; Khachatryan, V.; Sirunyan, A.M.; Tumasyan, A.; Adam, W.; Aguilo, E.; Bergauer, T.; Dragicevic, M. et al. (2012). Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC. Physics Letters B 716 (1): 3061. arXiv:1207.7235. doi:10.1016/j.physletb.2012.08.021. ATLAS collaboration; Abajyan, T.; Abbott, B.; Abdallah, J.; Abdel Khalek, S.; Abdelalim, A.A.; Abdinov, O.; Aben, R. et al. (2012). 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Gran Colisionador de Hadrones El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es el ms grande del mundo y el ms poderoso acelerador de partculas , y el ms grande de la mquina nica en el mundo, [1] construido por la Organizacin Europea para la Investigacin Nuclear (CERN) 1998-2008. El LHC fue construido en colaboracin con ms de 10.000 cientficos e ingenieros de ms de 100 pases, as como cientos de universidades y laboratorios. [2] Se encuentra en un tnel de 27 kilmetros (17 millas) de circunferencia, a una profundidad de 175 metros (574 pies) por debajo de la frontera franco-suiza , cerca de Ginebra , Suiza . Su objetivo es permitir a los fsicos para poner a prueba las predicciones de diferentes teoras de la fsica de partculas y la fsica de alta energa , como el modelo estndar , y en particular probar o refutar la existencia de la teora del bosn de Higgs [3] y de la gran familia de nuevas partculas predicho por las teoras supersimtricas . [4] El descubrimiento de una partcula que coincida con el bosn de Higgs fue confirmada por los datos del LHC en 2013. Se espera que el LHC para hacer frente a algunas de las preguntas sin resolver de la fsica , el avance de la comprensin humana de las leyes fsicas . Contiene siete detectores , cada uno diseado para ciertos tipos de investigacin. A partir de 2015, el LHC sigue siendo la mayor y ms compleja instalacin experimental jams construido. Su sincrotrn est diseado para colisionar dos opuestos haces de partculas de cualquiera de protones a velocidades de hasta 4 teraelectronvoltios (4 TeV o 0,64 microjulios ) o plomo ncleos (574 TeV por ncleo, o 2,76 TeV por nuclen), [5] [6] con energas aumentado a alrededor de 6,5 TeV (energa de colisin 13 TeV) en 2015. Colisin de datos tambin se prev que se producir a un ritmo sin precedentes de decenas de petabytes por ao, para ser analizados por una red basada en la red de ordenadores de infraestructura que conecta 140 centros de cmputo en 35 pases [7] [8] (en 2012 el LHC Computing Grid fue la ms grande del mundo grid computing , que comprende ms de 170 instalaciones de computacin en una red mundial en 36 pases [9] [10] [11] ). El LHC se puso en marcha el 10 de septiembre de 2008, con haces de protones circularon con xito en el anillo principal del LHC, por primera vez, [12] pero nueve das ms tarde una conexin elctrica defectuosa llevaron a la ruptura de un helio lquido recinto, provocando tanto una enfriamiento imn y varias toneladas de gas helio escapan con fuerza explosiva . El incidente provoque daos en ms de 50 imanes superconductores y sus guarniciones, y la contaminacin de la tubera de vaco , y retras ms operaciones por 14 meses. [13] [14] En 20 de noviembre 2009 haces de protones se distribuyeron con xito de nuevo, [15] [16] con las primeras protn-protn registrados colisiones que se producen tres das despus en la energa de inyeccin de 450 GeV por haz. [17] El 30 de marzo de 2010, las primeras colisiones se produjeron entre dos haces de 3,5 TeV, estableciendo un rcord mundial para el hecho por el hombre ms alta energa colisiones de partculas, [18] y el LHC comenz su programa de investigacin previsto. El LHC ha descubierto un bosn 125 GeV masiva (que los resultados posteriores confirmaron a ser el largamente buscado bosn de Higgs ) y varias partculas compuestas ( hadrones ) como la b (3P) bottomonium estado, cre un plasma de quarks y gluones , y registr la primeras observaciones de la muy rara desintegracin del mesn B s en dos muones (B s 0 + -), que impugn la validez de los modelos existentes de la supersimetra . [19] El LHC funciona a 3,5 TeV por haz en 2010 y 2011 y al 4 TeV en 2012. [20] colisiones protn-protn son el modo de operacin principal. Se choc protones con ncleos de plomo durante dos meses en 2013 y utilizado colisiones plomo-plomo durante aproximadamente un mes cada uno en 2010, 2011 y 2013. Tras el final de la carrera 2012-2013, el LHC entr en parada para las mejoras para aumentar la energa del haz a 6,5 TeV por haz y vigas circulado con xito en la mquina de nuevo en abril de 2015. [21] [22] Antecedentes El trmino de hadrones se refiere a partculas compuestas compuestas de quarks se mantienen unidos por la fuerza fuerte (como tomos y molculas se mantienen unidas por la fuerza electromagntica ). Los hadrones ms conocidos son los bariones protones y neutrones ; hadrones tambin incluyen mesones como el pin y kan , que fueron descubiertos durante los rayos csmicos experimentos en la dcada de 1940 y principios de 1950. Un colisionador es un tipo de un acelerador de partculas con dos haces dirigidos de partculas . En la fsica de partculas colisionadores se utilizan como una herramienta de investigacin: se aceleran las partculas a muy altas energas cinticas y dejar que ellos impactan otras partculas. Anlisis de los subproductos de estas colisiones da a los cientficos una buena prueba de la estructura de la subatmica mundo y las leyes de la naturaleza que lo rigen. Muchos de estos subproductos son producidos solamente por las colisiones de alta energa, y se desintegran despus de periodos muy cortos de tiempo. As, muchos de ellos son difciles o casi imposibles de estudiar en otras maneras. Propsito Los fsicos esperan que el LHC ayudar a responder algunas de las preguntas abiertas fundamentales de la fsica, en relacin con las leyes bsicas que rigen las interacciones y las fuerzas entre los objetos elementales , la estructura profunda del espacio y el tiempo, y en particular la interrelacin entre la mecnica cuntica y la relatividad general , donde las teoras y conocimientos actuales no son claros o se rompen por completo. Tambin se necesita de datos a partir de experimentos de partculas de alta energa para sugerir que son ms propensos a ser correcta versiones de los modelos cientficos actuales - en particular, a elegir entre los modelos estndar y modelos Higgsless y validar sus predicciones y permitir un mayor desarrollo terico. Muchos tericos esperan nueva fsica ms all del Modelo Estndar que surgen en el mbito de la energa TeV, como aparezca el Modelo Estndar no es satisfactoria. Cuestiones posiblemente para ser explorado por las colisiones del LHC son: Son las masas de las partculas elementales reales generados por el mecanismo de Higgs a travs electrodbil ruptura de la simetra ? Se espera que el colisionador o bien demostrar o descartar la existencia del esquivo bosn de Higgs , lo que permite a los fsicos a considerar si el modelo estndar o sus alternativas Higgsless tienen ms probabilidades de ser correcta. [26] [27] [28] Es la supersimetra , una extensin del Modelo Estndar y Poincar simetra , realizado en la naturaleza, lo que implica que todas las partculas conocidas tienen socios supersimtricas ? Existen dimensiones extra , Como se predijo por varios modelos basados en la teora de cuerdas , y los podemos detectar? Cul es la naturaleza de la materia oscura que parece dar cuenta de 27% de la masa-energa del universo ? Otras preguntas abiertas que pueden ser exploradas mediante colisiones de partculas de alta energa: Ya se sabe que el electromagnetismo y la fuerza nuclear dbil son manifestaciones diferentes de una sola fuerza llamada fuerza electrodbil. El LHC podra aclarar si la fuerza electrodbil y la fuerza nuclear fuerte son igualmente slo diferentes manifestaciones de una fuerza unificada universal, segn lo predicho por varias teoras de gran unificacin . Por qu es la cuarta fuerza fundamental ( la gravedad ) tantas rdenes de magnitud ms dbil que las otras tres fuerzas fundamentales ? Vase tambin un problema de jerarqua . Existen otras fuentes de quark sabor mezclado, ms all de los que ya estn presentes en el modelo estndar ? Por qu hay aparentes violacines de la simetra entre la materia y la antimateria ? Ver tambin violacin CP . Cules son la naturaleza y propiedades de plasma de quarks y gluones , que se cree que han existido en el universo temprano y en ciertos compactos y extraos objetos astronmicos hoy? Esto ser investigado por las colisiones de iones pesados, principalmente en ALICE . Diseo

Un diagrama de Feynman de una forma en que el bosn de Higgs se puede producir en el LHC. Aqu, dos quarks cada uno emiten una W o Z de Higgs , que se combinan para hacer un bosn neutro.

Mapa del Gran Colisionador de Hadrones del CERN

La estructura 2-en-1 de los imanes dipolares LHC El LHC es el mayor y de ms alta energa del mundo acelerador de partculas . [5] [34] El colisionador est contenida en un tnel circular, con una circunferencia de 27 kilmetros (17 millas), a una profundidad que oscila desde 50 hasta 175 metros (164 a 574 pies) bajo tierra. El 3,8 metros (12 pies) de ancho tnel de hormign forrado, construido entre 1983 y 1988, fue utilizado antes para albergar el Gran Colisionador Electrn-positrn . [35] Se cruza la frontera entre Suiza y Francia en cuatro puntos, con la mayora de que en Francia. Edificios de superficie tienen equipos auxiliares tales como compresores, equipos de ventilacin, electrnica de control y plantas de refrigeracin. El tnel colisionador contiene dos adyacentes paralelas lneas de luz (o tubos de haz) que se cortan en cuatro puntos, cada uno que contiene un haz de protones, que viajan en direcciones opuestas alrededor del anillo. Algunos 1.232 imanes dipolos mantienen las vigas en su trayectoria circular (vase la imagen [36] ), mientras que otros 392 imanes cuadrupolares se utilizan para mantener las vigas enfocadas, con el fin de maximizar las posibilidades de interaccin entre las partculas en los cuatro puntos de interseccin, donde se cruzan los dos haces. En total, ms de 1.600 imanes superconductores se instalan, con ms peso de ms de 27 toneladas. [37] Aproximadamente 96 toneladas de helio superfluido 4 es necesaria para mantener los imanes, de cobre revestido de niobio-titanio , a su temperatura de funcionamiento de 1,9 K (-271,25 C), por lo que el LHC el mayor criognico instalacin en el mundo a temperatura de helio lquido.

Superconductor electroimanes cuadrupolo se utilizan para dirigir los haces de cuatro puntos de interseccin, donde las interacciones entre protones acelerados tendrn lugar. Cuando se ejecuta al encender el diseo completo de 7 TeV por haz, una o dos veces al da, ya que los protones son acelerados a partir de 450 GeV a 7 TeV , el campo de los imanes dipolares superconductores se incrementar 0,54 a 8,3 teslas (T) . Los protones tendrn cada uno una energa de 7 TeV, dando una energa de colisin total de 14 TeV. En esta energa de los protones tienen un factor de Lorentz de aproximadamente 7500 y se mueven a unos 0,999 999 991 c, o alrededor de 3 metros por segundo ms lento que la velocidad de la luz (c). [38] Se tomar menos de 90 microsegundos (mu s) para un protn para viajar una vez alrededor del anillo principal - una velocidad de alrededor de 11.000 revoluciones por segundo. En lugar de vigas continuas, los protones se sitan juntos, en un mximo de 2.808 racimos, con 115 mil millones de protones en cada racimo de modo que las interacciones entre los dos haces se llevarn a cabo a intervalos discretos, principalmente 25 nanosegundos (ns) de distancia, proporcionando un montn tasa de colisin de 40 MHz. Sin embargo, ser operado con menos racimos cuando se encarg primero, dndole un intervalo de paso de racimo de 75 ns. [39] El diseo de la luminosidad del LHC es 10 34 cm -2 s -1. [40] Antes de ser inyectado en el acelerador principal, las partculas se preparan mediante una serie de sistemas que aumentan sucesivamente su energa. El primer sistema es el acelerador lineal de partculas LINAC 2 generacin de protones de 50 MeV, que alimenta el Sincrotrn de Protones Booster (PSB). All los protones son acelerados a 1,4 GeV y se inyectan en el Sincrotrn de Protones (PS), donde son acelerados a 26 GeV. Por ltimo, el Sper Sincrotrn de Protones (SPS) se utiliza para aumentar an ms su energa a 450 GeV antes de ser al fin inyectados (en un perodo de varios minutos) en el anillo principal. Aqu los racimos de protones se acumulan, acelerado (durante un perodo de 20 minutos) a su pico de energa, y finalmente circularon durante 5 a 24 horas, mientras que las colisiones se producen en los cuatro puntos de interseccin. [41]

CMS detector para LHC El programa de fsica del LHC se basa principalmente en protones colisiones -proton. Sin embargo, los perodos de funcionamiento ms cortos, por lo general un mes por ao, con colisiones de iones pesados se incluyen en el programa. Mientras que los iones ms ligeros se consideran as, las ofertas esquema de lnea de base con plomo iones [42] (ver Un Gran Experimento Colisionador de Iones ). Los iones de plomo se primera acelerado por el acelerador lineal LINAC 3 , y el anillo de iones de baja energa (LEIR) se utiliza como un almacenamiento de iones y unidad de enfriamiento. Los iones son luego aceleraron an ms por el PS y SPS antes de ser inyectado en el anillo del LHC, donde alcanzaron una energa de 1,58 TeV por nuclen (o 328 TeV por iones), superior a las energas alcanzadas por el acelerador relativista de iones pesados . El objetivo del programa de iones pesados es investigar el plasma de quarks y gluones , que exista en el universo temprano . Detectores Ver tambin: Lista de los grandes experimentos Hadron Collider Siete detectores se han construido en el LHC, que se encuentra bajo tierra en grandes cavernas excavadas en los puntos de interseccin del LHC. Dos de ellos, el experimento ATLAS y el Compacto Muon Solenoid (CMS), son grandes, de uso general detectores de partculas . [34] ALICE y LHCb tienen roles ms especficos y los tres ltimos, TTEM , MoEDAL y LHCf , son mucho ms pequeas y son para la investigacin muy especializado. Resumen de la BBC de los principales detectores es: [43] Detector Descripcin

ATLAS Uno de los dos detectores de propsito general. ATLAS se usarn para buscar signos de la nueva fsica, incluyendo el origen de la masa y dimensiones adicionales.

CMS El otro detector de propsito general lo har, como ATLAS, bsqueda del bosn de Higgs y buscar pistas sobre la naturaleza de la materia oscura.

ALICE ALICE est estudiando una forma "fluida" de la materia llamado plasma de quarks y gluones que existi poco despus del Big Bang .

LHCb Cantidades iguales de materia y antimateria se crearon en el Big Bang. LHCb tratar de investigar qu pas con la "falta" de antimateria.

Instalaciones de computacin y anlisis Artculo principal: LHC Computing Grid El LHC Computing Grid es un proyecto de colaboracin internacional que consiste en una red basada en la red de ordenadores de infraestructura que conecta inicialmente 140 centros de cmputo en 35 pases (ms de 170 en 36 pases a partir de 2012). Fue diseado por el CERN para manejar el volumen considerable de datos producidos por los experimentos del LHC. [7] [8] Por 2012 los datos de ms de 6 mil billones (6 x 10 15) LHC protn-protn colisiones haban sido analizados, [44] los datos de colisiones del LHC se estaba produciendo en aproximadamente 25 petabytes por ao, y el LHC Computing Grid se haba convertido en el ms grande del mundo grid computing (a partir de 2012), que comprende ms de 170 instalaciones de computacin en una red mundial en 36 pases. [9] [10] [11] Historia operacional Pruebas inaugurales El primer haz se distribuy a travs del colisionador en la maana del 10 de septiembre de 2008. [43] CERN dispar con xito los protones alrededor del tnel en etapas, a tres kilmetros a la vez. . Las partculas fueron despedidos en sentido horario en el acelerador y dirigieron con xito a su alrededor a las 10:28 hora local [45] El LHC complet con xito su prueba importante: despus de una serie de ejecuciones de prueba, dos puntos blancos brillaron en una demostracin de la pantalla del ordenador los protones viajaron toda la longitud del colisionador. En menos de una hora para guiar el flujo de partculas alrededor de su circuito inaugural. [46] CERN envi junto con xito un haz de protones en sentido contrario, teniendo un poco ms largo en una hora y media debido a un problema con los criogenia , con el circuito completo est terminando a las 14:59. 2.008 incidentes de enfriamiento El 19 de septiembre de 2008, un enfriamiento imn se produjo en unos 100 flexin imanes en los sectores 3 y 4, en los que un fallo elctrico condujo a una prdida de aproximadamente seis toneladas de helio lquido (los imanes ' criognico lquido refrigerante), que se ventila en el tnel. El vapor de escape se expandi con fuerza explosiva , daando ms de 50 imanes superconductores y sus monturas, y contaminando el tubo de vaco , que tambin perdi condiciones de vaco. [13] [14] [47] Poco despus del incidente CERN inform que la causa ms probable del problema fue una conexin elctrica defectuosa entre dos imanes, y que - debido al tiempo necesario para calentar los sectores afectados y luego enfriar de nuevo hasta la temperatura de funcionamiento - que tomara al menos dos meses para arreglar. [48] CERN public un informe provisional tcnica [47] y el anlisis preliminar de los hechos, el 15 y 16 de octubre de 2008, respectivamente, [49] y un informe ms detallado, el 5 de diciembre de 2008. [50] La el anlisis de los hechos por el CERN confirm que una falla elctrica haba sido de hecho la causa. La conexin elctrica defectuosa haba conducido (correctamente) a una prueba de fallos de interrupcin de energa de los sistemas elctricos que accionan los imanes superconductores, pero tambin haba causado un arco elctrico (o descarga) que daa la integridad de la caja de vaco y el aislamiento del helio sobreenfriado, causando del lquido refrigerante la temperatura y la presin aumente rpidamente ms all de la capacidad de los sistemas de seguridad para contenerlo, [47] y que conduce a un aumento de temperatura de unos 100 grados Celsius en algunos de los imanes afectados. Energa almacenada en los imanes superconductores y ruido elctrico inducido en otros detectores de enfriamiento tambin jug un papel en el calentamiento rpido. Alrededor de dos toneladas de helio lquido escaparon explosivamente antes detectores activan una parada de emergencia, y otros cuatro toneladas filtraron a menor presin en las consecuencias. [47] Un total de 53 imanes fueron daados en el incidente y fueron reparados o reemplazados durante la parada invernal . [51] En la lnea de tiempo original de la puesta en marcha del LHC, los primeros "modestos" colisiones de alta energa en un centro de masa se esperaba que la energa de 900 GeV que tendr lugar antes de finales de septiembre de 2008, y se espera que el LHC estar operando en 10 TeV a finales de 2008. [52] Sin embargo, debido al retraso causado por el incidente antes mencionado, el colisionador no fue operativa hasta noviembre de 2009. [53] A pesar del retraso, LHC fue inaugurado oficialmente el 21 de octubre de 2008, en presencia de los lderes polticos, ministros de ciencia de 20 Estados miembros del CERN, funcionarios del CERN, y miembros de la comunidad cientfica de todo el mundo. [54] La mayor parte de 2009 se gastaron en las reparaciones y los comentarios de los daos causados por el incidente de enfriamiento, junto con dos fugas de vaco adicionales identificados en julio de 2009, que impulsaron el inicio de operaciones de noviembre de ese ao. [55] La operacin completa El 20 de noviembre de 2009, vigas de baja energa circularon en el tnel por primera vez desde el incidente, y poco despus, el 30 de noviembre, el LHC lograron 1,18 TeV por haz de convertirse en el acelerador de partculas de ms alta energa del mundo, superando al Tevatron ' s rcord anterior de 0,98 TeV por haz celebrada durante ocho aos. [56] La primera parte de 2010 vio la continua aceleracin de la viga en energas y experimentos de fsica tempranas hacia 3,5 TeV por haz y el 30 de marzo de 2010, LHC estableci un nuevo rcord para las colisiones de alta energa al colisionar haces de protones a un nivel de energa combinada de 7 TeV. El intento fue el tercero de ese da, despus de dos intentos fallidos en los que los protones tenido que ser "objeto de dumping" en el colisionador y nuevas vigas tenido que inyectar. [57] Esto tambin marc el inicio de su programa de investigacin principal. La primera carrera de protones termin el 4 de noviembre de 2010. Una carrera con iones de plomo comenz el 8 de noviembre de 2010, y termin el 6 de diciembre de 2010, [58] que permite el experimento ALICE para estudiar la materia en condiciones extremas similares a los que poco despus del Big Bang. [59] CERN haba previsto que el LHC podra correr hasta el final de 2012, con un breve descanso a finales de 2011 para permitir un aumento de la energa del haz de 3,5 a 4 TeV por haz. [20] A finales de 2012 el LHC fue cerrado hasta alrededor de 2015 para permitir la actualizacin a una energa del haz prevista de 7 TeV por haz. [60] A finales de 2012, a la luz del descubrimiento de julio 2012 de una nueva partcula , el cierre se pospuso durante algunas semanas hasta principios de 2013, para permitir que los datos adicionales que se obtengan antes del apagado. El 5 de abril de 2015, el LHC reinicia despus de un descanso de dos aos para instalar extensas mejoras. [21] A pesar de que los haces de partculas han viajado en ambas direcciones, en el interior tubos paralelos, se espera que las colisiones reales para comenzar en junio. [21] La primera rampa 10 de abril 2015 dio resultados promisorios, ya que lleg a 6,5 TeV. [61] Se espera que los mejoras para culminar en colisionar protones con una energa combinada de 13 TeV. [62] [63] Cronologa de las operaciones Fecha Evento

10 de septiembre 2008 CERN dispar con xito los primeros protones alrededor de todo el circuito tnel en etapas.

19 de septiembre 2008 Enfriamiento rpido Magnetic ocurri en aproximadamente 100 de flexin imanes en los sectores 3 y 4, causando una prdida de aproximadamente 6 toneladas de lquido helio .

30 de septiembre 2008 Primeros "modestos" de alta energa colisiones planificadas pero pospuestas debido a un accidente. [37]

16 de octubre 2008 CERN dio a conocer un anlisis preliminar del accidente.

21 de octubre 2008 Inauguracin oficial.

05 de diciembre 2008 CERN lanzado un anlisis detallado.

20 de noviembre 2009 Vigas de bajo consumo energtico en circulacin en el tnel por primera vez desde el accidente. [64]

23 de noviembre 2009 Las primeras colisiones de partculas en los cuatro detectores de 450 GeV.

30 de noviembre 2009 LHC se convierte en el acelerador de partculas de ms alta energa del mundo el logro de 1,18 TeV por haz, superando al Tevatron rcord anterior 's de 0,98 TeV por haz celebrada durante ocho aos. [56]

15 de diciembre 2009 Los primeros resultados cientficos, que abarca 284 colisiones en el ALICE detector. [65]

principios de febrero 2010 Primeras colisiones protn-protn ms all de las energas del Fermilab, publicados por el CMS equipo. [66]

28 de febrero 2010 El LHC contina las operaciones de rampa energas funcionen a 3,5 TeV por 18 meses a dos aos, despus de lo cual se cerrar para prepararse para los 14 colisiones TeV (7 TeV por haz). [67]

30 de marzo 2010 Los dos haces chocaron a las 7 TeV (3,5 TeV por haz) en el LHC a las 13:06 CET, marcando el inicio del programa de investigacin del LHC.

08 de noviembre 2010 Inicio de la primera carrera con iones de plomo.

06 de diciembre 2010 Fin de la carrera con iones de plomo. Apagar hasta principios de 2011.

13 de marzo 2011 A partir del 2011 carrera con haces de protones. [68]

21 de abril 2011 LHC se convierte en la ms alta luminosidad del acelerador de hadrones del mundo lograr una luminosidad mxima de 4,67 10 32 cm -2 s -1, batiendo el rcord del Tevatron previa de 4 10 32 cm -2 s -1 celebrado por un ao. [69]

24 de mayo 2011 Plasma de quarks-gluones logrado. [70]

17 de junio 2011 El ATLAS experimentos de alta luminosidad y CMS alcanzan 1 fb -1 de los datos recogidos. [71]

14 de octubre 2011 LHCb llega a 1 fb -1 de los datos recogidos. [72]

23 de octubre 2011 Los experimentos de alta luminosidad ATLAS y CMS alcanzan 5 fb -1 de los datos recogidos.

11 2011 Segunda carrera con iones de plomo.

22 de diciembre 2011 Primero nuevo descubrimiento partcula compuesta, la b (3P) bottomonium mesn, observada con colisiones protn-protn en 2011. [73]

05 de abril 2012 Primeras colisiones con vigas estables en 2012 despus de la parada invernal. La energa se incrementa a 4 TeV por haz (8 TeV en colisiones). [74]

04 de julio 2012 Primero nuevo descubrimiento de las partculas elementales, un nuevo bosn observ que es "compatible con" la teora del bosn de Higgs. (Esto ha sido confirmado como el bosn de Higgs en s. [75] )

08 de noviembre 2012 Primera observacin de la muy rara desintegracin de la B s mesn en dos muones (B s 0 + -), una prueba importante de la supersimetra teoras, [76] muestra los resultados en 3,5 sigma que coinciden con el modelo estndar en lugar de muchos de sus variantes super-simtricas.

20 de enero 2013 Inicio de la primera carrera de chocar protones con iones de plomo.

11 de febrero 2013 Fin de la primera ejecucin colisionar protones con iones de plomo.

14 de febrero 2013 A partir de la primera parada larga, para preparar el colisionador de una energa ms alta y luminosidad. Cuando reactivada en 2015, el LHC funcionar con una energa de 6,5 TeV por protn. [77]

07 de marzo 2015 Pruebas de inyeccin para Run 2 envan protones hacia LHCb y ALICE

05 de abril 2015 Ambos haces circularon en el colisionador. [21]

Hallazgos Cientficos del CERN estima que, si el Modelo Estndar es correcto, varios bosones de Higgs se producen cada minuto, y que ms de un par de aos de datos suficientes para confirmar o refutar el bosn de Higgs y sin ambigedades para obtener resultados suficientes en relacin con las partculas supersimtricas se reunieron para dibujar conclusiones significativas. [5] Algunas extensiones del Modelo Estndar predicen partculas adicionales, tales como las fuertes 'y Z' bosones W calibre , que tambin pueden encontrarse al alcance del LHC para descubrir. [78] Los primeros resultados de fsica del LHC, que involucran 284 colisiones que tuvieron lugar en el ALICE detector, se inform el 15 de diciembre de 2009. [65] Los resultados de las primeras colisiones protn-protn a energas superiores a las colisiones protn-antiprotn Tevatron del Fermilab se publicaron por la colaboracin CMS a principios de febrero de 2010, dando mayor a la pronosticada charged- hadrones produccin. [66] Despus del primer ao de la recogida de datos, las colaboraciones experimentales LHC comenzaron a liberar sus resultados preliminares sobre las bsquedas de nueva fsica ms all del Modelo Estndar en las colisiones protn-protn. [79] [80] [81] [82] No hay evidencia de nuevas partculas se detect en los datos de 2010. Como resultado, los lmites se fijaron en el espacio de parmetros permitidos de varias extensiones del Modelo Estndar, como los modelos con grandes dimensiones extra , versiones limitadas del Minimal supersimtrica Modelo Estndar , y otros. [83] [84] [85] El 24 de mayo de 2011, se inform de que el plasma de quarks y gluones (la materia ms densa, adems de los agujeros negros ) se ha creado en el LHC. [70] Entre julio y agosto de 2011, los resultados de las bsquedas para el bosn de Higgs y de partculas exticas, con base en los datos recopilados durante la primera mitad del 2011 plazo, se presentaron en conferencias en Grenoble [86] y Mumbai. [87] En este ltimo la conferencia se inform de que, a pesar de indicios de una seal de Higgs en los datos anteriores, ATLAS y CMS excluyen con un 95% de nivel de confianza (utilizando el CLs mtodo) la existencia de un bosn de Higgs con las propiedades predichas por el modelo estndar en la mayor parte de la masa regin entre 145 y 466 GeV. [88] Las bsquedas de nuevas partculas no di seales o bien, lo que permite limitar an ms el espacio de parmetros de varias extensiones del Modelo Estndar, incluyendo sus extensiones supersimtricas . [89] [90] El 13 de diciembre de 2011, el CERN inform que el Modelo Estndar bosn de Higgs, si existe, es ms probable que tenga una masa limitada a la gama de 115 a 130 GeV. Tanto los detectores CMS y ATLAS, tambin han mostrado picos de intensidad en el rango de 124 a 125 GeV, compatibles con cualquier ruido de fondo o la observacin del bosn de Higgs. [91] El 22 de diciembre de 2011, se inform de que se haba observado una nueva partcula, la b (3P) bottomonium Estado. [73] El 4 de julio de 2012, tanto los equipos CMS y ATLAS anunciaron el descubrimiento de un bosn en la regin de masa alrededor de 125-126 GeV, con una significacin estadstica a nivel de 5 sigma . Este se encuentra con el plano formal necesaria para anunciar una nueva partcula que es consistente con el bosn de Higgs, pero los cientficos se mostraron cautelosos en cuanto a si se identifica formalmente como en realidad es el bosn de Higgs, en espera de su posterior anlisis. [92] El 8 de noviembre de 2012, el equipo de LHCb inform sobre un experimento visto como una prueba de "oro" de la supersimetra teoras de la fsica, [76] por la medicin de la muy rara desintegracin de la B s mesn en dos muones (B s 0 + -). Los resultados, que coinciden con los previstos por la no supersimtrica modelo estndar en lugar de las predicciones de muchas ramas de la supersimetra, muestran las caries son menos comunes que algunas formas de supersimetra predicen, aunque todava podra coincidir con las predicciones de otras versiones de la teora de la supersimetra. Los resultados que redact inicialmente se expresan a ser corto de la prueba, pero a un relativamente alto 3,5 sigma nivel de significacin. [93] El resultado fue confirmado ms tarde por la colaboracin CMS. [94] En agosto de 2013, el equipo revel una anomala en la distribucin angular de B meson productos de desintegracin que no poda ser predicha por el modelo estndar; esta anomala tena una certeza estadstica de 4,5 sigma, justo antes de la 5 sigma necesaria para ser reconocido oficialmente como un descubrimiento. No se sabe cul sera la causa de esta anomala, aunque el bosn Z ' se ha sugerido como un posible candidato. [95] El 19 de noviembre de 2014, el experimento LHCb anunci el descubrimiento de dos nuevas partculas subatmicas pesadas, '- b y * - b. Ambos son bariones que se componen de una parte inferior, uno abajo y otro quark extrao. Son estados excitados de la parte inferior barin Xi . [96] [97] Actualizacin propuesta Artculo principal: Alta Luminosidad Gran Colisionador de Hadrones Despus de algunos aos de funcionamiento, ninguna de fsica de partculas experimento tpicamente comienza a sufrir de rendimientos decrecientes : como los principales resultados alcanzables por el dispositivo comienza a completarse, ltimos aos de operacin descubren proporcionalmente menos que en aos anteriores. Un resultado comn es actualizar los dispositivos implicados, por lo general en la energa, en la luminosidad , o en trminos de mejora de los detectores. As como el previsto aumento 2013-2015 destinado a su energa de colisin de 14 TeV, una actualizacin de la luminosidad del LHC, llamada la alta luminosidad del LHC , tambin se ha propuesto, [98] que se har en 2022. El camino ptimo para la actualizacin luminosidad LHC incluye un aumento en la intensidad de haz (es decir, el nmero de protones en las vigas) y la modificacin de las dos regiones de interaccin de alta luminosidad, ATLAS y CMS. Para lograr estos incrementos, la energa de los rayos en el punto que se inyectan en la (sper) LHC tambin debe aumentarse a 1 TeV. Esto requerir una actualizacin del sistema de pre-inyector completo, los cambios necesarios en el Sper Sincrotrn de Protones son los ms caros. Actualmente, el esfuerzo de investigacin colaborativa de LHC Programa de Investigacin del Acelerador , LARP, est llevando a cabo la investigacin sobre la forma de lograr estos objetivos. [99] Costo Ver tambin: Lista de los megaproyectos Con un presupuesto de 7,5 millones de euros (aprox. $ 9 mil millones o 6.19bn en junio de 2010), el LHC es uno de los instrumentos cientficos ms caras [100] jams construido. [101] El costo total del proyecto se espera que ser del orden de 4.6bn de francos suizos (SFR) para el acelerador y 1.16bn (CHF) (aproximadamente $ 1.1bn., 0.8bn (aproximadamente $ 4.4bn, 3.1bn, o 2,8 mil millones libras como de enero 2010.), or 0.7bn as of Jan 2010) for the CERN contribution to the experiments. [ 102 ] La construccin del LHC fue aprobada en 1995 con un presupuesto de 2.6 millardos de francos suizos, con otro SFr 210M hacia los experimentos. Sin embargo, los excesos de costes, que se estima en una importante revisin en 2001 en alrededor de CHF 480 millones para el acelerador, y SFr 50M para los experimentos, junto con una reduccin en el presupuesto del CERN, empujaron la fecha de finalizacin de 2005 a abril de 2007. [ 103 ] El superconductor imanes fueron responsables de CHF 180 millones del aumento de los costos. Tambin hubo otros costos y retrasos debido a las dificultades de ingeniera encontrados durante la construccin de la caverna subterrnea para el Compacto Muon Solenoid , [ 104 ] y tambin debido a piezas defectuosas proporcionadas por Fermilab. [ 105 ] Debido a menores costos de electricidad durante el verano, el LHC normalmente no funciona durante los meses de invierno, [ 106 ] aunque se hizo una excepcin durante el invierno 2009/10 para compensar los retrasos de puesta en marcha 2008.Los recursos informticos Los datos producidos por el LHC, as como la simulacin relacionados con el LHC, se estim en aproximadamente 15 petabytes por ao (rendimiento mximo mientras no funcionando declar). [ 107 ] El LHC Computing Grid [ 108 ] fue construido para manejar las enormes cantidades de datos producidos. Incorpor dos enlaces de cable de fibra ptica privadas y partes de alta velocidad existentes del pblico a Internet , lo que permite la transferencia de datos desde el CERN a las instituciones acadmicas de todo el mundo. [ 109 ] El Open Science Grid se utiliza como infraestructura primaria en los Estados Unidos, y tambin como parte de una federacin interoperable con el LHC Computing Grid.La computacin distribuida proyecto LHC @ home se inici para apoyar la construccin y calibracin del LHC. El proyecto utiliza la BOINC plataforma, permitiendo a cualquier persona con una conexin a Internet y un ordenador con Mac OS X , en Windows o Linux , para utilizar el tiempo de inactividad de su ordenador para simular cmo las partculas viajarn en el tnel. Con esta informacin, los cientficos sern capaces de determinar cmo los imanes deben ser calibrados para ganar la "rbita" ms estable de las vigas en el anillo. [ 110 ] En agosto de 2011, una segunda aplicacin se puso en marcha (Test4Theory), que realiza simulaciones con el que comparar los datos reales de prueba, para determinar los niveles de confianza de los resultados.Seguridad de las colisiones de partculas Artculo principal: Seguridad de la alta energa experimentos de colisin de partculas Los experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones provocaron temores de que las colisiones de partculas pueden producir fenmenos del fin del mundo, que implica la produccin de estables agujeros negros microscpicos o la creacin de partculas hipotticas llamada strangelets . [ 111 ] Dos revisiones de seguridad del CERN comisionados examinaron estas preocupaciones y concluy que los experimentos en el LHC no presentan ningn peligro y que no hay motivo de preocupacin, [ 112 ] [ 113 ] [ 114 ] una conclusin aprobada expresamente por la Sociedad Americana de Fsica . [ 115 ] Los informes tambin sealaron que las condiciones fsicas y eventos de colisin que existen en los experimentos del LHC y similares ocurren naturalmente y de manera rutinaria en el universo sin consecuencias peligrosas, [ 113 ] incluyendo ultra-alta energa rayos csmicos observados para impactar la Tierra con energas muy superiores a aquellos en cualquier colisionador hecho por el hombre.Desafos operacionales El tamao del LHC constituye un desafo de ingeniera excepcional con cuestiones operativas nicas a cuenta de la cantidad de energa almacenada en los imanes y las vigas. [ 41 ] [ 116 ] Durante el funcionamiento, el total de la energa almacenada en los imanes es 10 GJ (2400 kilogramos de TNT) y la energa total transportada por los dos haces alcanza 724 MJ (173 kilogramos de TNT). [ 117 ] La prdida de slo una parte diezmillonsima (10 -7 ) de la viga es suficiente para apagar un imn superconductor , mientras que el haz de volcado debe absorber 362 MJ (87 kilogramos de TNT) para cada uno de los dos haces. Estas energas son llevados por muy poca materia: en condiciones de funcionamiento nominales (2808 racimos por haz, 1,15 10 11 protones por racimo), los tubos de haz contienen 1,0 10 -9 gramo de hidrgeno, que, en condiciones normales de temperatura y presin , llenara el volumen de un grano de arena fina.Los accidentes de construccin y retrasos Wikinoticias tiene noticias relacionadas: CERN dice reparaciones en el acelerador de partculas LHC a costar 16,6 millones

El 25 de octubre de 2005, Jos Pereira Lages, un tcnico, fue asesinado en el LHC cuando una maniobra que estaba siendo transportado cay sobre l. [ 118 ] El 27 de marzo de 2007, un apoyo imn criognico se rompi durante una prueba de presin que afecta a uno de triplete interior del LHC (cuadrupolo centrndose) conjuntos de imanes, proporcionados por el Fermilab y KEK . Nadie result herido.Director del Fermilab Pier Oddone afirm "En este caso estamos estupefactos que nos perdimos algunos muy simple equilibrio de fuerzas". Este fallo haba estado presente en el diseo original, y se mantuvo durante cuatro exmenes de ingeniera durante los aos siguientes. [ 119 ] El anlisis revel que su diseo, hizo lo ms fina posible para un mejor aislamiento, no era lo suficientemente fuerte como para soportar las fuerzas generadas durante la presin la prueba. Los detalles estn disponibles en un comunicado de Fermilab, con la que el CERN est de acuerdo. [ 120 ] [ 121 ] La reparacin del imn roto y se refuerzan las ocho asambleas idnticos utilizados por LHC retrasaron la fecha de inicio, a continuacin, prevista para noviembre de 2007. Los problemas se produjeron el 19 de septiembre de 2008 durante la alimentacin de las pruebas del circuito dipolo principal, cuando un fallo elctrico en el autobs entre imanes caus una ruptura y una fuga de seis toneladas de helio lquido . La operacin se retras durante varios meses. [ 122 ] Se cree actualmente que una conexin elctrica defectuosa entre dos imanes provoc un arco, que puso en peligro la contencin de helio lquido. Una vez que la capa de enfriamiento estaba rota, el helio inund la capa de vaco circundante con fuerza suficiente para romper los imanes 10 toneladas de sus soportes. La explosin tambin contamina los tubos de protones con holln . [ 50 ] [ 123 ] Este accidente fue discutido a fondo en un 22 de febrero 2010 Superconductor Ciencia y Tecnologa artculo de CERN fsico Lucio Rossi. [ 124 ] Dos fugas de vaco fueron identificados en julio de 2009, y el inicio de las operaciones se pospuso an ms a mediados de noviembre de 2009. [ 55 ] La cultura popular El Gran Colisionador de Hadrones gan una considerable cantidad de atencin por parte de fuera de la comunidad cientfica y su progreso es seguido por los medios de comunicacin la ciencia ms popular. El LHC tambin ha inspirado obras de ficcin, incluyendo novelas, series de televisin, videojuegos y pelculas.La novela ngeles y demonios , de Dan Brown , implica la antimateria creada en el LHC para ser utilizado en un arma contra el Vaticano. En respuesta CERN public una "Realidad o Ficcin?" . pgina discutir la exactitud de interpretacin del libro del LHC, el CERN y la fsica de partculas en general [ 125 ] La versin cinematogrfica del libro ha metraje filmado en el lugar en uno de los experimentos en el LHC; el director, Ron Howard , se reuni con expertos del CERN en un esfuerzo por hacer que la ciencia en la historia ms precisa. [ 126 ] La novela FlashForward , por Robert J. Sawyer , implica la bsqueda del bosn de Higgs en el LHC. CERN public una pgina "Ciencia y Ficcin" entrevistando a Sawyer y fsicos sobre el libro y la serie de televisin basada en ella. [ 127 ] Empleado CERN Katherine McAlpine 's "Large Hadron Rap" [ 128 ] super 7.000.000 YouTube puntos de vista. [ 129 ] [ 130 ] La banda Les Horribles Cernettes fue fundada por mujeres de CERN. El nombre fue elegido para tener las mismas iniciales que el LHC. [ 131 ] [ 132 ] National Geographic Channel 's del mundo ms duro Correcciones , Temporada 2 (2010), Episodio 6 "Atom Smasher" cuenta con la sustitucin de la ltima seccin de imanes superconductores en la reparacin de la supercolisionador despus del incidente de 2008 de temple. El episodio incluye imgenes reales de la instalacin de reparacin en el interior de la supercolisionador y explicaciones de la funcin, la ingeniera, y el propsito del LHC. [ 133 ] El Gran Colisionador de Hadrones fue el tema central de la pelcula de 2012 del estudiante Decay , con la pelcula que se film en locaciones de tneles de mantenimiento del CERN. [ 134 ] El documental de partculas Fiebre sigue los fsicos experimentales del CERN que dirigen los experimentos, as como los fsicos tericos que tratan de proporcionar un marco conceptual para los resultados del LHC. Gan el Sheffield Internacional Doc / Fest en 2013.Cebolla News Network cont una historia acerca de las noticias parodiado LHC titulado "Los cientficos aburridos Ahora Slo Pegan Cosas azar en Gran Colisionador de Hadrones" .Referencias 1. "El Gran Colisionador de Hadrones" . cern.ch. Highfield, Roger (16 de septiembre de 2008). "Gran Colisionador de Hadrones: Trece maneras de cambiar el mundo" . El Daily Telegraph (Londres) . Consultado el 2008-10-10. "Missing Higgs" . CERN . 2008 . Consultado el 2008-10-10 . "Hacia una superfuerza" . CERN . 2008 . Consultado el 2008-10-10 . "Cul es LHCb" (PDF) . CERN FAQ . CERN Grupo de Comunicacin. De enero de 2008. p. 44 . Consultado el 2010-04-02 . [ vnculo roto ] Amina Khan (31 de marzo de 2010). "Gran Colisionador de Hadrones premia a los cientficos observar en Caltech" . Los Angeles Times . Consultado el 2010-04-02. "Cul es el Worldwide LHC Computing Grid?" . CERN . Enero 2011 . Obtenido 11/01/2012 . [ vnculo roto ] "Bienvenido" . CERN . 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