¿Cómo obtiene la gente corriente los datos experimentales del LHC?
La máquina más grande del mundo: con una circunferencia de 26.659 metros y 9.300 imanes en su interior. Una octava parte de su sistema de distribución de refrigeración es el refrigerador más grande del mundo.
La pista más rápida del mundo: los protones pueden viajar al 99,99% de la velocidad de la luz y pueden chocar aproximadamente 600 millones de veces por segundo.
El mayor colisionador de hadrones, el espacio más vacío del sistema solar, tiene una presión interna de 10 a 13 atmósferas, 10 veces menor que la presión de la Luna.
El punto más caliente de la Vía Láctea: cuando dos haces de protones chocan, se generará una temperatura 65438+ millones de veces más caliente que el centro del sol en un espacio muy pequeño.
Creando la temperatura más baja del universo: el sistema de refrigeración mantiene el colisionador en un ambiente de temperatura ultrabaja de -271,3 grados Celsius (1,9 Kelvin), que es más baja que la temperatura en el espacio exterior.
El sistema de supercomputadora más potente del mundo genera datos que pueden grabar 654,38 mil millones de DVD de doble cara cada año. Estos datos se pasarán a través de una red de decenas de miles de computadoras distribuidas en todo el mundo.
En los cuatro experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones, más de 7.000 científicos e ingenieros de más de 80 países y regiones participaron en la fabricación, mantenimiento y operación de los cuatro grandes detectores, y realizaron análisis de datos. China ha invertido decenas de millones de yuanes en los cuatro experimentos y participará en el análisis físico.
Investigadores del Instituto de Física de Altas Energías de la Academia de Ciencias de China, Universidad de Pekín, Universidad de Tsinghua, Instituto de Energía Atómica de China, Universidad de Ciencia y Tecnología de China, Universidad de Nanjing, Universidad de Shandong, China Central Participaron la Universidad Normal y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong.
Se informa que todo el plan tomó casi 20 años en la etapa inicial y costó miles de millones de dólares. El colisionador seguirá funcionando durante los próximos años.
Cómo funciona un colisionador: En pocas palabras, envías dos rayos de partículas a lo largo de dos caminos, uno en el sentido de las agujas del reloj y el otro en el sentido contrario a las agujas del reloj. Aceleras estos dos haces de partículas hasta casi la velocidad de la luz y luego los mueves uno hacia el otro y ves qué sucede.
Primero, los científicos extraen electrones de los átomos de hidrógeno para crear protones, que luego ingresan a LINAC2. La máquina que dispara el haz de protones a este acelerador se llama "propulsor PS". Estas máquinas utilizan dispositivos llamados cavidades de radiofrecuencia para acelerar estos protones. Estas cavidades contienen campos eléctricos de radiofrecuencia que impulsan el haz de protones a velocidades más rápidas. El campo magnético generado por el imán gigante puede mantener el haz de protones en órbita. En términos de automoción, la cavidad de radiofrecuencia es el acelerador y el imán es el volante.
Una vez que el haz de protones alcanza el nivel de energía apropiado, el "PS Booster" lo introducirá en otro acelerador, llamado acelerador "Super Proton Synchronization (SPS)", donde los protones continuarán acelerando. Hasta ahora, este haz de protones se ha dividido en 2.808 haces. Cada haz contiene 1,1x 1011 protones.
Luego, la Super Sincronización de Protones (SPS) introdujo haces de protones en el Gran Colisionador de Hadrones, con un haz avanzando en el sentido de las agujas del reloj y el otro en el sentido contrario a las agujas del reloj. En el Gran Colisionador de Hadrones, el haz de protones seguirá acelerándose y alcanzará su velocidad máxima al cabo de unos 20 minutos. A esta velocidad máxima, el haz de protones orbitará el LHC a 11.245 veces por segundo.
Los dos protones convergerán en 1 de las seis ubicaciones del detector a lo largo del LHC. En esta posición alcanzarán los 600 millones de veces por segundo. Cuando dos protones chocan, se rompen en partículas más pequeñas, incluidas partículas subatómicas llamadas quarks y la fuerza moderadora llamada gluones (una partícula teóricamente hipotética sin masa). Además, producen fotones, positrones y muones. Luego, el detector envía los datos a un sistema informático de red.
No todos los protones chocan con otro protón. Los protones que no chocan continuarán viajando en el haz de protones y entrarán en el colector del haz. Los colectores de rayos hechos de grafito podrán absorber rayos de protones en caso de un mal funcionamiento inesperado en el Gran Colisionador de Hadrones.
Método de recogida de datos: grilla informática del LHC.
Utilizando un software especial llamado middleware, esta red de computadoras puede almacenar y analizar las grandes cantidades de datos producidos por cada experimento en el LHC. El diseño organizativo de este sistema es el siguiente: La fila 0 es el sistema informático del CERN, que procesará la información de datos primero y la dividirá en diferentes bloques para que los procesen las computadoras de otras filas.
Los 12 ordenadores del Pelotón 1, ubicados en varios países, recibirán datos del CERN a través de conexiones informáticas especiales. Estas conexiones de computadora pueden transferir datos a velocidades de 10 GB por segundo. Las computadoras de la fila 1 procesan aún más los datos y los envían en trozos a las computadoras de la siguiente fila.