El viernes 18 de noviembre se llevó a cabo una prueba de colisiones de iones de plomo en el Gran Colisionador de Hadrones: una oportunidad para que los experimentos validen los nuevos detectores antes de la campaña de colisiones plomo-plomo del próximo año.
La ejecución 3 tuvo un buen comienzo en julio pasado, con colisiones protón-protón a una energía de 13,6 teraelectronvoltios (TeV). Tras una espera de cuatro años, les tocó el turno a los núcleos de plomo (El plomo es un elemento químico de la familia de los cristalógenos, de símbolo Pb y…) para circular en el Gran Colisionador (Un colisionador es una especie de acelerador de partículas en el que intervienen haces. ..) de hadrones (LHC) el viernes 18 de noviembre. Los núcleos de plomo están formados por 208 nucleones (protones y neutrones) y se utilizan en el LHC para estudiar el plasma (En física, el plasma describe un estado de la materia formado por partículas cargadas…) quarks y gluones, el estado de la materia en en el que los componentes elementales, a saber, los quarks y los gluones, en lugar de estar confinados dentro de los nucleones, pueden moverse libremente e interactuar fuera de la zona en la que normalmente están limitados.
Representación de eventos de colisión de iones plomo-plomo en el detector CMS durante la ejecución 3 (Imagen: CERN)
Durante la prueba llevada a cabo el 18 de noviembre, los núcleos de plomo fueron acelerados a la energía sin precedentes de 5,36 TeV por nucleon de colisión. Es una etapa clave en la preparación del campo (El campo, también llamado medio rural designa todas las zonas cultivadas…) de la física (Física (del griego φυσις, naturaleza) es etimológicamente…) con plomo-plomo colisiones, programadas para 2023 y más allá como parte de la tercera y cuarta ejecución del LHC.
Para preparar la duplicación de la intensidad total de los haces de iones de plomo para el LHC de alta luminosidad (Luminosidad designa la característica de lo que emite o refleja…), el complejo inyector de iones del CERN se ha beneficiado de una serie de mejoras. Los equipos utilizan una técnica de «superposición (en mecánica cuántica, el principio de superposición estipula que el mismo estado cuántico puede…) por deslizamiento» (momentum slip-stacking), que se utilizará en el sincrotrón Superproton (SPS). Esta técnica implica el uso de dos lotes de racimos de cuatro iones de plomo con una separación de 100 nanosegundos para producir un único grupo de 8 racimos de plomo con una separación de 50 nanosegundos. Esto aumentará el número (La noción de número en lingüística se trata en el artículo «Número…) total ( Total es la calidad de lo que está completo, sin excepción. Desde un punto de vista contable, un …) de paquetes inyectados en el LHC, aumentando de 648 durante la segunda ejecución a 1248 durante la tercera y posteriores ejecuciones. Cuando se completen todas las actualizaciones, el LHC generará diez veces más colisiones de iones pesados en comparación con ejecuciones anteriores.
Esta prueba también representa un paso clave para el experimento ALICE, que es el experimento del LHC especializado en el estudio de las colisiones de iones de plomo. La instalación de ALICE se actualizó durante el reciente cierre del LHC y ahora incluye varios detectores totalmente nuevos o muy mejorados, así como nuevos medios de hardware y software destinados al procesamiento de datos (en tecnologías de la información (TI), un dato es una descripción elemental, a menudo …). Los nuevos detectores proporcionan una mayor resolución espacial para reconstruir trayectorias y medir las propiedades de las partículas producidas durante las colisiones. Además, las mejoras en el dispositivo y la cadena (La palabra cadena puede tener varios significados) de procesamiento permiten registrar la información completa de la colisión a una velocidad de dos órdenes de magnitud más rápida.
Gracias a la campaña de pruebas, los otros experimentos pudieron continuar con la puesta en marcha de subsistemas mejorados recientemente instalados en el nuevo entorno y…) haces de iones pesados con un nivel de energía más alto y una separación entre grupos de 50 ns. La colaboración ATLAS probó mejoras en su software de selección (sistema de activación) con el objetivo de mejorar la recopilación de datos para la física de iones pesados durante el tercer período operativo. En particular, los científicos probaron un nuevo sistema de activación capaz de identificar una gama más amplia de «colisiones ultraperiféricas». El experimento CMS ha mejorado varios componentes de sus cadenas de lectura, adquisición (en general, la adquisición es la acción de obtener información o adquirir un…) datos, activación y reconstrucción para aprovechar al máximo las colisiones plomo-plomo de alta energía.
Los rellenos de plomo-plomo del LHC permitieron al experimento CMS poner en marcha todo el sistema de haces e identificar áreas de mejora para las carreras de iones pesados de 2023. El LHCb ha comenzado la puesta en marcha de su totalidad (la totalidad entendida como la totalidad de lo que existe a menudo es interpretado como el mundo o…) nuevo detector bajo las exigentes condiciones que representan las colisiones plomo-plomo, caracterizadas por una gran multiplicidad de partículas. Además de las colisiones plomo-plomo, el LHCb observó colisiones plomo-argón en modo de objetivo fijo utilizando el nuevo sistema SMOG2. Este sistema es exclusivo de este experimento y tiene como objetivo inyectar gases nobles en la zona de colisión del detector.
Aunque es muy breve, se puede decir que el programa de colisiones plomo-plomo de 2022 fue un éxito para el acelerador LHC, los experimentos y el complejo inyector de iones pesados del CERN. Los cuatro grandes detectores del LHC observaron y registraron colisiones plomo-plomo a una energía récord por primera vez. Los equipos científicos esperan ansiosamente la campaña de física de iones pesados de 2023 y los años venideros.
¿Te ha gustado este artículo? ¿Quieres apoyarnos? Compártelo en las redes sociales con tus amigos y/o coméntalo, ¡esto nos animará a publicar más temas similares!