Como funciona o LHC no CERN?

Este vídeo editado pelo CERN apresenta o caminho que os protões percorrem até colidirem frontalmente decaindo numa chuva de partículas empolgante.

O filme começa com uma vista aérea do CERN, perto de Genebra, com contornos do complexo de aceleradores, incluindo o Grande Colisionador de Hadrões (LHC) subterrâneo, com 27 km de circunferência. As posições das quatro maiores experiências do LHC, ALICE, ATLAS, CMS e LHCb são reveladas antes de vermos os protões que viajam ao redor do anel do LHC. A fonte de protões é uma simples garrafa de gás hidrogénio. Um campo eléctrico é utilizado para retirar átomos de hidrogénio dos seus electrões para proporcionar protões. Linac 2, o primeiro acelerador na cadeia, acelera os protões para a energia de 50 MeV. O feixe é então injectado no Booster (impulsionador) Proton Synchrotron impulsionador (PSB), que acelera os protões até 1,4 GeV, seguido pelo Proton Synchrotron (PS), que empurra o feixe até 25 GeV. Os protões são então enviados para o Super Proton Synchrotron (SPS), onde são acelerados até 450 GeV.


Os protões são finalmente transferidos para os dois tubos de feixe do LHC. O feixe num tubo circula no sentido do ponteiro dos relógios enquanto o feixe no outro tubo circula no sentido contrário, aumentando de energia até atingirem 6,5 TeV. Os feixes circulam por muitas horas dentro dos tubos de feixe do LHC, sob condições normais de operação (nota, ontem, dia 17 de Junho de 2015, lograda no detector-experiência CMS). Os dois feixes são trazidos para dentro de quatro detectores de colisões – ALICE, ATLAS, CMS e LHCb – onde a energia total no ponto de colisão é igual a 13 TeV.

As colisões ocorrem uma vez a cada 25 nano-segundos, o nível de disparo 1 realiza a selecção de eventos ultra-rápida antes de transferir os dados para accionar os níveis 2 e 3 nos centros de Computadores Pessoais (alinhados como uma gigantesca memória/servidor). Os dados dos eventos seleccionados (as colisões designam-se por eventos)  são então enviados para o centro de dados do CERN que realiza a reconstrução dos dados iniciais e faz uma cópia dos dados para o seu armazenamento a longo prazo, enquanto os dados em bruto e os dados reconstituídos são enviados para a Computação em Grelha, ou “Grid Computing.” A infraestrutura Worldwide LHC Computing Grid inclui dois Parques de Servidores/memórias  de “Nível 0”, um instalado no CERN e outro em Budapeste, na Hungria, bem como locais de computação ainda menores dispostos numa grelha com centros/nódulos conectada um pouco por todo o mundo.

Notem que o poder de computação duma rede ( e a grelha é uma super-rede) é igual ao quadrado do número dos seus nódulos, pela Lei de Bob Metcalfe, pioneiro da computação mundial. Assim:

N = n^2 (^significa “ao quadrado)

N= poder de processamento de dados duma rede
n= número de nódulos dessa rede.

Portanto dupliquem a capacidade de processamento por cada nódulo, é um crescimento exponencial com base 2, esse sim genuíno da Ciência Computacional. Aumenta-se apenas em +1 o valor da potência: 2^2, 2^3, 2^4 etc.

Como os dados de colisão aumentam, os físicos constituem estatísticas suficientes para testar as previsões teóricas, tais como a previsão de um bosão de Higgs, descoberto nos dados da primeira execução física do LHC (mostrado como um solavanco nos gráficos na animação). O LHC permite que os físicos sondem a natureza da matéria. A nova energia de colisão de 13 TeV superior abre novas fronteiras à Física de Partículas.

Administração: Daniel Dominguez, ARZUR Catel Torres
Música: F_Fact _-_ State_of_Mind _ (_ psystep_vers._of_the_beach) por CC “Borboleta Platinum” BY 3.0

Copyright © 2015 CERN

Complexo de Aceleradores do CERn (não estãi à escla) com percentagens da velocidade da luz no vácuo, denotada por "c."

Complexo de Aceleradores do CERN (não estão à escala) com percentagens da velocidade da luz no vácuo, denotada por “c.”

3 comentários

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    • Manel Rosa Martins on 22/06/2015 at 11:46
    • Responder

    Obrigado à Lucia e ao Pedro Lucas pela vossa simpatia.

    A Lucia refere ser a Física de Partículas uma ciência maravilhosa. Concordo, e a prova está lá em cima neste post, qundo vemos http://www.astropt.org/seguido da data/ a do título deste post/

    O www. é um programa que faz correr os sítios web nos servidores, e usa uma linguagem franca (funciona em todos os sitemas, como por exemplo Linux, Apple, Microsoft e outros) de programação chamada HTML; hoje actualizada para a XML, num melhoramento que permite ter vídeos, fotos, e transportar os dados de um website para outros.

    Ora o www. e o HTML (World Wide Web, ou W3, e Hiper Text Markup Language) foram inventados e desenvolvidos pelo Professor Sir Tim Berners Lee justamente no CERN.

    Temos páginas de Internet graças ao CERN.

    🙂

  1. Boa noite Manel.
    Adorei.
    Agradeço a você por trazer essas informações em linguagem acessível para que leigos, como eu, possamos compreender um pouco dessa ciência maravilhosa.

  2. Vídeo muito bom.texto muito legal

  1. […] fizeram parte da equipa de Físicos da experiência CMS (Compact Muon Solenoide) no LHC (vejam aqui como funciona o LHC) são co-autores do paper científico que descreve as interacções inesperadas das […]

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