[MV-Física]Física experimental de partículas

mTh

Buenas tengan todos ustedes.

Resulta que despues de un año en paradero desconocio, el usb con las fotos de todo el mundo que participamos en la escuela de verano del laboratorio DESY del año pasado ha llegado a mis manos, y, viendo que tenemos un nutrido grupo de al menos "interesados" en la física, voy a aprovechar a hacer un poco de publicidad y contaros un poco como fue la cosa. La verdad es que experiencias de estas "semiprofesionales" son las que al final te hacen decantar tu carrera por una cosa u otra, yo no lo tenía nada claro, y en cuanto volvi de allí estaba más claro que el agua que quería hacer Física experimental de partículas.

Comencemos.

DESY

Deustche Elektron SYncrotron en aleman (Electro sincrotrón alemán) es un inmenso laboratorio situado en Hamburgo, en el que desde 1959 se han realizado varios experimentos en el campo de la física de particulas. Hasta hace bien poco (un año) en el se encontraba el acelerador HERA (Hadron elektron ring anlage) en el que se colisionaban Protones y electrones con el objetivo de
entender la estructura interna del proton. De alli surgio por ejemplo la constatación de que dicha estructura no puede estar formada tan solo por esos tres "quarks" que seguro todos habeis oido hablar, sino de muchas más cosas. En dicho acelerador, en funcionamiento durante 20 años, se encontraban 4 experimentos principales: HERA-B, HERMES, ZEUS y H1 y como caracteristica novedosa, era capaz de polarizar (Al menos parcialmente) los haces de partículas, permitiendo estudiar propiedades completamente nuevas hasta la fecha.

En la actualidad HERA esta apagado (Un par de semanas antes de que yo llegará alli xD) pero aun existen multitud de experimentos FLASH (Frei Electron LaSer in Hamburg o Laser de electrones libres), DORIS (Preacelerador Que en parte se usa para obtener radiación
sincrotron que luego explico un poco) y pretenden realizar dos proyectos de dimensiones increibles (x-FEL, que es un FLASH mucho más moderno y largo (3,4km)) y el ILC (INTERNATIONAL LINEAR COLLIDER) que es el siguiente paso despues del LHC y en el que se colisionaran dos haces de electrones frente a frente y con el que se pretende poner en claro las indicaciones que nos de el LHC y sus experimentos.

Explicación en #10

RADIACIÓN SINCROTRÓN (Y demás cosejas que no son física de partículas propiamente dicha)

Aunque no es mi campo, voy a contaros un poco de que va esto, pues es uno de los grandes temas de investigación ahora mismo en DESY y es un campo que esta en auge. Es un efecto puramente relativista el que una particula acelerada emita energía de forma tangencial a su trayectoría. Como bien sabeis, cuando forzamos a un cuerpo a girar (Como en un acelerador circular) dicha particula es acelerada en la dirección radial y por lo tanto, emitira radiación de forma tangencial a la curva. Esta radiación es la radiación sincrotron.

Por una parte es una putada, porque es la principal razón por la cual es imposible tener aceleradores más grandes. Como sabeis, cuanto más grande se pueda hacer un acelerador circular, más velocidad pueden alcanzar las particulas, y por lo tanto, más energía tenemos
disponible. Sin embargo, cuando más rápdido van, la emisión de radiación cuando las giramos es también mayor y para mantener la velocidad de las partículas necesitamos inyectarles energía. Este crecimiento no es lineal para nada, y nuestro querido LHC esta en el límite de lo que nos
podemos permitir técnicamente. Es imposible en la actualidad afrontar la construcción de aceleradores circulares siquiera un poquito más grandes que el LHC.

Además, tiene una dependencía muy fuerte (inversa) con la masa, es decir, a más mása menos radiación. Por lo tanto es más complicado tener electrones girando que protones y es la razón por la cual con el objetivo de conseguir la mayor energía posible se usan protones (Los electrones dan resultados mucho más limpios para la misma energía). Por supuesto la próxima generación de aceleradores (ILC) será lineal y no circular, para poder seguir subiendo energía
sin sufrir dichas perdidas (Eso si, ocupando muuuuuuuucho más espacio, 35 km de largo).

Sin embargo, desde hace ya varios años, se penso en aprovechar esta radiación para algo, y se pusieron a ello. En la actualidad tiene multitud de usos, entre ellos una espectroscopia muy potente (Capaz de hacer imagenes 3D de moleculas sin dañarlas) o cosas mucho más mundanas como el estudio de muestras arqueológicas. Tanto FLASH como X-FEL y en breve PETRA (Otro pre-acelerador para HERA reconvertido) crean variantes de esta radiación con distinto rango de frecuencias y potencias, tu vas alli con tu experimento de lo que sea y les alquilas un puesto y a investigar :D.

MI TRABAJO EN DESY

Mi proyecto al principio parecía una mierda, asi de claro, porque no trataba ningun tema verdaderamente de "punta", pero al final, resulte ser de los que más provecho sacarón al verano porque al ser algo "facil" de entender, fui de los pocos que pudo desarrollar algo de verdad sobre el tema y hacer trabajo real y nuevo. Lo que mi compañero y yo teniamos entre mano era estudiar, comprender y medir uno de los haces parasitarios de DESY II (Otro pre-acelerador xD). Un haz parasitario no es más que conseguir, de una astuta manera, sacar de la camara de vacio un haz de particulas (electrones) de alta energía de tal manera que este pudiera ser usado "al aire libre" para realizar "Tests". Esto puede parecer un poco tontería, pero en realidad tiene importancia vital en I+D de detectores, puesto que cuando alguien se le ocurre una idea nueva para un detector, probarlo es muy complicado pues necesitas haces de particulas de alta energia conocidos y bien medidos que puedas empotrar contra tu detector y ver su respuesta.

La gracia del asunto es que instalaciones como esta solo existen 2 en el mundo (DESY y LHC) y ambos llevaban unos 10 años sin usarse practicamente. Con lo cual, los datos sobre ellos eran anticuados (o directamente no existian) y ni siquiera se sabía exactamente como funcionaban. Nuestro objetivo por tanto era estudiar y caracterizar este tipo de haces. Para ello tuvimos que construir un detector (pequeñito pero con nombre y todo), realizar simulaciones de todo el proceso, y medir el haz de multiples maneras.

No voy a aburriros con los detalles, asi que voy a pegaros la presentación que tuvimos que hacer al final y el artículo del proyecto y para cualquier duda me la preguntais :). En la carpeta anterior encontrareis todos los reports de todo el mundo, hay algunos interesantes y tened en cuenta que todos estan escritos por estudiantes.

Al final fue bastante divertido, además de aprender un monton sobre procedimientos y demás, trabaje con material radioactivo (yuju), y teniamos un acelerador bajo nuestro poder (Llamar al equipo de control para que te den 3 o 4 GeV de positrones da una sensación de poder que te cagas xD).

COSAS VARIAS

También os dejo las clases magistrales que recibimos, son de nivel medio-alto (3º de carrera más o menos) y son solo diapositivas de presentaciones asi que no creo que os sirvan de mucho, pero lo mismo alguno le entra la curiosidad XDDD. Las mejores son las de meyer y Schrempp, pero hay de todo.

Finalmente algunas fotejos de la juerga y pitorreo nocturno y del resto de la gentuza que andaba por allí, para que luego digais que los físicos somos unos empollones aburridos xD.

Luego nos enteramos que era zona prohibida por radiación .... pero como para leer los carteles con lo borracho que iba

Tampoco queria hacer el post excesivamente largo, asi que cualquier pregunta o cualquier cosa que os interese del tema, me lo comentais y os trato de responder :).

Se me olvidaba:

El que me encuentre tiene premio, notese la presencia de Borat abajo a la izquierda.

RPV: Tetas!.

P.D: Menudo tocho me ha salido xD

Korso

Ahora entiendo lo que hablamos en el post de los disfraces................ xDDDDDDDDDDD

Increible tío, me leeré todo en cuanto pueda. You is an hero -

iRiBaR

#2 you si k eres an hero XDDDDDDDD

#1 resumen x favor, y eso k me gusta la física...

Korso

#3 Creí que a estas alturas no tendría que explicar la frase 'You is an hero'. ;(

Pero tio, que... como pretendes que haga un resumen? xDDDD

mTh

#3

No hay resumen, lo lamento, no tiene ningun sentido hacer un resumen de esto ^.

M

yo no lo leo porque no capto ni la mitad, pero las fotos esta bien verlas, como en todo buen libro xD

en la 4º imagen han hecho dibujitos en la chapa con permanentes?? no puede ser

mTh

#6

En la del H1?.

No veo dibujitos xD. Se me ha olvidado comentar que el H1 estaba a medio desmontar (Que esta bien porque ves la increible cantidad de cables y hardware que tiene incorporao), Falta toda la parte central (Camara de hilos creo) y un iman superconductor.

EDIT: Estaba mirando la otra foto XD, Son las firmas de todos los miembros de la colaboración, les encanta hacer cosas de esas cuando se acaba un experimento xDDDDD.

kolka

Interesantisimo, menos mal que no te has metido en tecnicismos, que ya ha costado bastante entenderlo :P.

-Shaydund-

Admirable la forma en la que tratas de acercar la física a los demás, yo si hubiera hecho alguna de números me habría ido a mates o a física, que me parecen las más bonitas :)

mTh

#8

He intentado hacerlo lo más "divulgativo" posible....más requeriria demasiado texto para explicarlo xD.

He actualizado con la foto de una camara de hilos que acabo de encontrar, se trata de una camara con un monton de hilos super-finos (Que casi no se ven de hecho) que cuando una particula cargada pasa a traves de ellos le transmite una señal que permite saber donde esta la particula (La "altura" del hilo a la que esta se consigue saber midiendo la el desfase de la señal de un lado y otro).

También añado una foto del DORIS con papel albal por todos lados (La segunda mejor herramienta para un físico)

#9 Muchas gracias, intento transmitir mi pasión por la misma a los demás :).

Korso

Lo he leido ya todo, se entiende a la perfección. He echado un ojo también a las presentaciones y eso pero como está en inglés no me comí muhco la cabeza y no lo leí :$

¿Para cuando una segunda parte?

B

Que genio lo de los carteles xDDD

Los fisicos tienen vida social!! noooooooooooo

mTh

#11

Segunda parte. No tengo tiempo ya pa eso XDDDD.

En realidad la mayoría de lo interesante esta en las presentaciones y en el articulo (Por lo menos acerca de lo que hice yo), pero sí, esta en ingles.....y traducir la presentación no me apetece demasiado xDDDD.
Casi se me olvida el "Fact" favorito del DESY (Nos lo repitieron 203913209 veces, por lo menos una en cada presentación).

Lo que diferencia al HERA de otros aceleradores es su situación, esta en Hamburgo, no en pleno centro, pero si en la ciudad, y tiene casas alrededor. El diametro no es tan tocho como el del LHC pero es bastante grande y dentro de dicha circunferencia hay casas y vive gente.

Ahora bien, las particulas cargadas girando que son? en el fondo, una espira muy gorda. Que producen las espiras en su interior?. Campo magnético...... al poco tiempo de encenderse el detector los habitantes de la zona corrieron a protestar porque sus televisiones salian todas con la imagen desplazada por causa de dicho campo :D.

Para contrarestarlo hubo que construir una linea de corriente en dirección contraria con la intensidad suficiente para compensar el campo magnético y gastarse un monton de dineral en el proceso XD.

EDIT: #11 Eso si, si tienes interes en que elabore más sobre algun tema de lo que he contado, me lo dices y tiro por ahí, que eso me cuesta menos :).

#12

Que te crees xDDDDD. Si en el fondo es todo mala prensa, en realidad somos el alma de la fiesta.... tengo muchas más pero es un post serio, si empiezo a poner fotos de físicos emborrachandose despues sus articulos no tienen mucha credibilidad xDDDD.

ciza

El post esta muy bien, luego lo de la fiesta, habra fiesta pero falta belleza femenina

mTh

#14

Si, lamentablemente falta xDDDDD. Pero bueno, por eso no me junto con demasiadas físicas en circunstancias normales.....

MTX_Anubis

bueno, mTh ha dicho que viene para la kdd, ahora Seuron tienes que venir tu también que quiero veros discutir sobre estas cosas en vivo y con unos cubatas encima.

Además sabes que nos lo debes, hasta que no vengas a uno pensaré que eres un bot.

mTh

#16

A mi si me dan bola puedo estar toda la noche teorizando.... xDDDD. Si no me dan bola nunca saco el tema porque la gente suele huir despavorida....

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