Categoría: Suiza-Cern

Vamos a seguir con los aceleradores pero subiendo ya al nivel de adquisición de datos. Repasad primero los artículos anteriores:

• LHC – Detectores – Parte 2
• Large Hadron Collider – Parte 1

Albin preguntó no hace mucho sobre si realmente se necesitaban tantos ordenadores para tratar la información que genera el LHC. El problema es que aún no había explicado las cosas con el detalle suficiente.

Hay que tener en cuenta que dentro de los detectores del LHC se producirán del orden de millones de colisiones de partículas por segundo que generarán otras muchas partículas que habrá que analizar. Los protones se lanzarán en grupos de varios millones cuya longitud será de 7.5 m, cada 25 ns uno de estos grupos de protones colisionará con otro grupo generando del orden millones de colisiones.

Esquema del LHC

Aproximadamante se producirán unos 40 millones de eventos por segundo, de cada uno de estos eventos/colisiones se genera más o menos 1 Megabyte de información. Por lo que haciendo cálculos nos salen del orden de varios gigabytes de información por segundo. Si lo calculáis para un año salen varios Petabytes de información (Unos 20 millones de CDs al año). ¡¡¡UNA BURRADA!!!

Montaña de CDs equivalente a los datos que generará el LHC a partir del 2007.

No podemos tratar tanta información, al fin y al cabo solo unas pocas colisiones serán realmente de interés. Por eso en el LHC habrá muchas capas de filtrado que irán eliminando datos basura. Al final se espera encontrar un evento importante de cada 10.000.000.000.000 colisiones. Para hacer estos filtrados hay varias capas de electrónica de última generación que trabaja a altas frecuencias. Cuando ya está filtrado a bajo nivel los datos pasarán al Grid para almacenarse y procesarse a más alto nivel.

Parece ser que el tema de la seguridad en el Grid se lo están tomando en serio. Para autentificarse se utiliza X.509 y claves de 1024 o 2048 bits.

Entrando en el Grid

Resulta que este año se celebra el 50 aniversario del CERN. Así que estoy de suerte. El viernes se celebraron unos fuegos artificiales representando todas las fases de creación del universo en el lago de Ginebra para celebrar el 50 aniversario del CERN. Fueron cientos de miles de personas a presenciar el espectáculo, toda una ciudad por la ciencia.

Logotipo de la celebración de los fuegos artificiales.

Imaginad un espectáculo con fuegos artificiales sobre el lago de Ginebra representando las diferentes fases de creación del Universo (Desde el Big Bang hasta la época actual) con explicaciones de un físico por altavoces al inicio de cada fase. Y durante los fuegos artificiales, música de Matrix de fondo, ¡¡¡¡Brutaaaallll!!!

Como ya hemos aprendido cosas de los quarks en nuestras lecciones de física de partículas, podréis apreciar el frikismo de esta foto donde aparecen los tres colores de los quarks:

Aparición de los quarks en el universo.

Gradería del CERN.

Con tanto nivel de frikismo de física de partículas al final acabamos creando una versión de la canción «Un elefante se balanceaba…»:

Un bosón se balanceaba sobre una supercuerda.
Como veían que no interaccionaba fueron a llamar a otro bosón.

Dos bosones se balanceaban …

Y para terminar una foto haciendo el gilipollas en el 50 aniversario del CERN, porque me parece que tenéis una imagen demasiado seria de mi persona.

Albert, Verena, Virginia y yo mismo creando un átomo de Helio-4.

Hoy subimos a la Aiguille du Midi, un pico de 3842 m que está al lado del Mont Blanc. Tuvimos suerte y salió un día muy soleado, aunque arriba el termómetro marcaba 6 grados y había nieve en cantidad.

Foto mítica!!!!

Albert fue atacado por una estalactita de hielo al detectar su presencia :). Por lo demás todos rojitos del Sol y algo cansados, allí arriba costaba respirar.

Albert, Verena, Kirai, Virginia y al fondo el Mont Blanc.

En el artículo anterior vimos el esquema general del LHC y sus diferentes detectores. En este artículo vamos a entrar en más detalle explicando en que consiste cada uno de los detectores. Os lo va a contar todo Virginia:

Hola a to2!! Aqui la Vir, teleca más aficionada a la fisica de particulas que a las antenas :O y compañera de Torek en esta aventura del CERN. Yo trabajo en la electrónica CMS, que es uno de los detectores del LHC, así que ya os podéis imaginar con que os voy a dar la tabarra.

Esquema del CMS.

En el LHC se inyectarán protones que viajarán en ambos sentidos, y colisionarán en los detectores. Al chocar, se formarán nuevas particulas, y como masa es energia (la famosa formula de Einstein), lo que interesa es tener mucha energía para poder hacer particulas bastante gordas. En el LHC cada protón llevará una energía de 7 TeV, que es siete veces la energia de un mosquito en movimiento; solo que en el caso de un protón esa energía está concentrada en un espacio de 10^-15 cm. Y si los protones tienen la misma energía que los mosquitos, ¿Por qué no nos dedicamos a estrellar mosquitos? Bueno, el problema no es la energia en sí, sino la energía que tienes por unidad de espacio.

Respecto a los detectores, son unas máquinas enormes, y pesadísimas (en el caso del CMS, 14.500 toneladas, 15m de diametro y 22m de largo), que sacarán una instantanea de las colisiones que tienen lugar en su interior y así podrán reconstruir las colisiones. En pocas palabras, es como si os dieran foto de como ha quedado la carretera tras un accidente de tráfico, y os pidieran que reconstruyeráis el accidente, solo que en este caso en un pelín más complicado.

En el LHC se produciran colisiones cada 25 ns en todos los detectores, y el flujo de datos saliente del detector sera del orden de 1Tb/s. Actualmente no hay sistema que pueda procesar datos a tal velocidad, con lo cual hay que ser bastante escrupuloso a la hora de filtrar los datos para luego pasarselos al GRID. Ese es un tema apasionante (y laaaargo), que dejaremos para otro dia 😀

Volvamos a los detectores 🙂 Junto con el CMS y el Atlas, que se dedicarán a la busqueda del Higgs, hay otros dos detectores/experimentos: el Alice y el LHCb.

Al fondo se ve un trozo del imán superconductor más grande del mundo que constituirá el núcleo del CMS.

Alice recreará las condiciones del universo primitivo, poco después del Big Bang, cuando ni los atomos, ni siquiera los protones ni los neutrones existían como tales, pues la energía era demasiado elevada para mantener a los quarks formando estructuras complejas. En esta etapa la materia existía en forma de una sopa de quarks, gluones y leptones, denominada el «quark-gluon plasma». Con el Alice se intentará crear el quark-gluon plasma colisionando átomos pesados de plomo. (Hasta ahora nunca se ha conseguido crear quark-gluon plasma).

Por último esta el LHCb, que nos dará un conocimiento mas profundo sobre una de las asimetrías más desconcertantes del universo ¿Porqué hay más materia que antimateria? ¿Es por esa asimetría por la que ahora estamos aqui?, aunque a los fisicos no les mola nada lo que no sea simétrico ;P

El proximo día volvere con cositas del CMS 🙂