El documento describe el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor acelerador de partículas del mundo ubicado en el CERN. El LHC acelera protones y los hace colisionar para estudiar las partículas elementales y sus interacciones. Los objetivos incluyen entender el origen de la masa y descubrir el bosón de Higgs, que es clave para el Modelo Estándar de física de partículas. El LHC consta de un anillo subterráneo de 27 km de circunferencia que usa imanes superconductores para dirig

1. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS
UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS
QUÍMICAS.
Q.F.B
FÍSICA II
“EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES”
Dr. MARÍA ISABEL PÉREZ MARTÍNEZ
ALUMNOS: GABRIELA ROMERO AGUILERA.
BENJAMÍN BRETADO DE SANTIAGO.
VANESSA GÓMEZ ARELLANO.
KARLA VALERIA MIRANDA LÓPEZ.
4 º E

2. Objetivo
Dar a conocer de manera clara y sencilla que
es el “Gran Colisionador de Hadrones”, como
funciona, como se encuentra estructurado y
además de explicar las características y
objetivo de éste.

3. Objetivos del Gran Colisionador de
Hadrones:
 Los físicos confían en que el LHC proporcione respuestas a las
siguientes cuestiones:
 El significado de la masa (se sabe cómo medirla pero no se sabe
qué es realmente) y su origen.
 A saber el por qué tienen las partículas elementales diferentes
masas (es decir, si interactúan las partículas con un campo de
Higgs).
 El 95 % de la masa del universo no está hecha de la materia que
se conoce y se espera saber qué es la materia oscura.
 Si hay más violaciones de simetría entre la materia y
la antimateria.
 Recrear las condiciones que provocaron el Big Bang.

4. Introducción:
 Cuando el Universo se formó en el Big Bang hace 13700 millones de años,
una inmensa concentración de energía se transformó en materia en
menos de una milmillonésima de segundo.
 El acelerador LHC y los detectores de partículas son instrumentos que los
investigadores construyen y utilizan en la tierra para investigar los más
pequeños constituyentes de la materia y su interacción.

5.  Para investigar estas teorías, los científicos han construido el Gran
Colisionador de Hadrones (llamado LHC por sus siglas en inglés).

7. El Gran Colisionador de Hadrones
 Los físicos han logrado recrear en el laboratorio y de manera controlada lo
que hoy se cree que es la materia primordial del universo.
 El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) es el
mayor acelerador de partículas del mundo. En este experimento, los físicos
del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) hacen chocar entre
sí partículas subatómicas (principalmente protones, uno de los
constituyentes del núcleo del átomo) en puntos seleccionados donde se
ubican grandes detectores (ATLAS, CMS, LHCb y ALICE).
 Situado en la frontera franco-suiza cerca de Ginebra, el LHC es un anillo de
27 kilómetros de circunferencia ubicado a 100 metros bajo tierra.

8. ¿Qué significa LHC?
El LHC quiere decir Gran Colisionador de
Hadrones (Large Hadron Collider en inglés).
Gran por su tamaño (aproximadamente 27 km
de circunferencia), Hadrones porque acelera
protones o iones, que son hadrones y
Colisionador porque estas partículas forman dos
haces viajando en sentidos opuestos,
colisionando en cuatro puntos alrededor de la
circunferencia de la máquina.

10. ¿Para qué sirve?
 Sirve para acelerar partículas y hacerlas colisionar. De
esta forma se consigue producir nuevas partículas
transformando energía en materia de acuerdo con la
famosa ecuación de Einstein E=mc2.
 . Puede crear partículas que sólo existieron en la
naturaleza en los primeros instantes del Universo y
mediante su estudio, entender su nacimiento y
evolución. También nos permite bucear en el interior de
la materia, como un microscopio ultrapotente, para
entender de qué está hecho todo lo que nos rodea.

11. ¿Qué es el bosón de Higgs?
 Es un tipo de partícula elemental que se cree tiene un papel
fundamental en el mecanismo por el que se origina la masa
en el Universo.
¿Por qué es tan importante el bosón
de Higgs?
Porque es la única partícula predicha por el Modelo Estándar
de Física de Partículas que aún no ha sido descubierta. El
modelo estándar describe perfectamente las partículas
elementales y sus interacciones, pero queda una parte
importante por confirmar, precisamente la que da respuesta
al origen de la masa. Sin masa, el Universo sería un lugar muy
diferente. Si el electrón no tuviera masa no habría átomos, con
lo cual no existiría la materia como la conocemos, por lo que
tampoco habría química, ni biología ni existiríamos nosotros
mismos.

12. EL MODELO ESTÁNDAR
 El LHC es la versión más actual de una serie de experimentos que se
iniciaron con Lord Rutherford en l9ll encaminados a conocer la estructura
de la materia.
 En un celebérrimo experimento, bombardeó con partículas alfa una
delgada lámina de oro.
 Su sorpresa fue encontrar que el átomo era una estructura prácticamente
vacía con un pequeño núcleo en su centro. El LHC pretende hacer algo
similar con los protones.

13. ¿Cuáles son los principales componentes
de un acelerador?
 En un acelerador las partículas circulan en un tubo que debe garantizar un
nivel de vacío muy elevado, para evitar que las partículas aceleradas
choquen con moléculas del gas. En el LHC la presión interna del LHC es de
10-13 atm (vacío comparable al del espacio exterior). Hay unos 6500 m3
de volumen evacuado en el LHC, ¡parecido a vaciar una catedral!
 La trayectoria viene dirigida por potentes imanes: dipolos (como los imanes
a los que estamos habituados) para mantener las partículas en órbitas
circulares y cuadrupolares (imanes en los que existen dos polos N y dos S)
para evitar que los haces de partículas se disgreguen.

14. Conclusión:
 Nuestro conocimiento de las leyes básicas del Universo es incompleto, El
origen de la masa, ¿qué es la masa? ¿Por qué algunas partículas
elementales son muy pesadas y otras no tienen masa?. La tecnología
desarrollada en los aceleradores de partículas tiene beneficios indirectos
para la Medicina, la Informática, la industria o el medio ambiente. Los
imanes superconductores que se usan para acelerar las partículas han sido
fundamentales para desarrollar técnicas de diagnóstico por imagen como
la resonancia magnética. Los detectores usados para identificar las
partículas son la base de los PET, la tomografía por emisión de positrones
(antipartícula del electrón). Y cada vez más centros médicos utilizan haces
de partículas como terapia contra el cáncer.

15. Bibliografía:
(IFIC), I. d. (2010). Centro Nacional de Física de Partículas,
Astropartículas y Nuclear (CPAN). Obtenido de https://www.i-
cpan.es/lhc.php
Corral, G. H. (2014). El Higgs, el universo líquido y el gran colisionador
de Hadrones. México: FCE.
IFCA, I. D. (2011). El LHC. CSIC.
Landua, R. &. (2008). LHC: um passo mais na direcção do Big Bang.