Achegándonos ao LHC
Ao interseccionaren os bunches nos puntos de interacción crúzanse centenares de miles de millóns de protóns, producíndose moitas colisións (casi) simultáneas (vértices). A esta situación chámaselle "apilado de colisións" (pile-up).
Cada un destes vértices primarios dará lugar a varios vértices secundarios e así sucesivamente.
Aqueles vértices primarios menos enerxéticos (xeralmente de pouco interese) son desbotados e se atende unicamente ao vértice primario máis enerxético (que adoita ser de máis interese científico).
O traballo informático ao través de extraordinarios algoritmos de reconstrucción de traxectorias é o encargado desta selección. En condicións óptimas (máxima luminosidade) poden producirse ducias e ducias de colisións simultáneas (un gran número de vértices apilados -pile-up vertices) sendo isto unha mostra clara da enorme dificultade á que se enfrontan os físicos no experimento LHC.
Colisión con catro vértices primarios observada en ATLAS o 24 de abril de 2010.
Fagamos algúns cálculos:
Pile-up: número medio de colisións producidas por cruce de bunches
Con N = nº de eventos/s y RBC = Bunch crossing rate :
Pile-up = N /RBC
Calculemos N e RBC :
Como se pode ver aquí:
Nevents/s = Luminosidade x Cross Section (inelástica)
Cross Section (inelástica): σinel = 60 mb (6·10-26 cm2)
Luminosidade (LHC 2022 Run 3): L = 2.5·1034 cm-2·s-
Polo tanto, N:
Nevents/sec = 2.5·1034 x 6·10-26
Nevents/sec = 1.5·109
Agora, RBC:
RBC = [Laps/s] x nbunches
con 11245 Laps/s e nbunches ~ 1300 (Dec 2022)
RBC ~11245 x1300 = 1.5·107
Finalmente:
Pile-up = N /RBC
Pile-up ~ 1.5·109/ 1.5·107
Pile-up ~ 100
AUTORES Xabier Cid Vidal, Doctor en Física de Partículas (experimental) pola Universidad de Santiago (USC). Research Fellow in experimental Particle Physics no CERN, desde xaneiro de 2013 a decembroe de 2015. Estivo vencellado ao Depto de Física de Partículas da USC como becario "Juan de la Cierva", "Ramon y Cajal" (Spanish Postdoctoral Senior Grants), e Profesor Contratado Doutor. Desde 2023 é Profesor Titular de Universidade nese Departamento (ORCID). Ramon Cid Manzano, foi catedrático de Fïsica e Química no IES de SAR (Santiago - España), e Profesor Asociado no Departamento de Didáctica de Ciencias Experimentais da Facultade de Educación da Universidad de Santiago (España), ata o seu retiro en 2020. É licenciado en Física, licenciado en Química, e Doutor pola Universidad de Santiago (USC).(ORCID). |
CERN CERN Experimental Physics Department CERN and the Environment |
LHC |
NOTA IMPORTANTE
Toda a Bibliografía que foi consultada para esta Sección está indicada na Sección de Referencias
© Xabier Cid Vidal & Ramon Cid - rcid@lhc-closer.es | SANTIAGO |