Imagen: Crédito: Claudia
Marcelloni, CERN
En el año 2015. el Gran Colisionador de Hadrones [LHC en inglés] será
reiniciado con el doble de su energía anterior de colisión y una tasa mucho más
alta de colisiones de partículas por segundo.
Los científicos han estado preparando sus
detectores en espera de la nueva
avalancha de partículas.
Como parte de esta preparación, un grupo que
incluye a los físicos de los laboratorios y universidades en el área de Chicago,
están diseñando un nuevo sistema que les permita examinar las colisiones en
una forma más rápida nunca antes lograda.
Cuando el Gran Colisionador de Hadrones está
en marcha, miles de millones de colisiones de partículas se producen cada
segundo. De éstos, sólo unas pocas
son del tipo de accesos directos que los científicos están buscando. Estas colisiones de alto impacto convierten
grandes cantidades de pura energía en masa, produciendo temporalmente nuevas
partículas, como el Bosón de Higgs,
permitiendo a los físicos estudiarlas.
Para separar estos raros e interesantes eventos
de los miles de millones de colisiones menos emocionantes, los científicos tienden
a crear sistemas de procesamiento complejas llamados sistemas desencadenantes. Estos
son sistemas de activación que buscan las colisiones más interesantes y las
registran para su posterior análisis. Actualmente,
una colaboración internacional de científicos adjuntos al experimento ATLAS,
están creando una actualización única para su sistema de disparo llamado Fast Tracker, que va a revolucionar la
forma en que se clasifican los eventos de colisión. Actualmente, los
científicos del Fermilab, Argonne, la Universidad de Illinois y la Universidad de Chicago
son los que fabrican y prueban los
prototipos de varias partes de los componentes del ATLAS Fast Tracker.
El becario Postdoctoral John Alison de la Universidad de
Chicago, empleó un sistema basado en la misma idea, que el Fast Tracker, el
cual funcionó entre 1985 y 2011. Sin embargo, gracias a los avances de la
tecnología durante las últimas dos décadas, el nuevo sistema de ATLAS es aproximadamente 10.000 veces más
potente.
Alison dice este nuevo componente del sistema
de disparo ayudará a que el detector ATLAS del LHC los maneje en forma
actualizada. Incluso podría
permitir a los científicos vean cosas que podrían haber pasado por alto durante
su primera ejecución.
"En cierto sentido, si
cambia el disparo en un experimento del colisionador, lo que realmente cambia
es todo el experimento", dice Alison. "Al
cambiar la forma en el sistema de disparo, este decide qué eventos son
interesantes, y si vamos a ser capaces de hacer preguntas diferentes al buscar
las cosas que podríamos haber sido ciegos anteriormente. La próxima carrera del LHC va a ser
muy interesante".
“La mayor tasa de colisiones de
partículas por segundo prevista para las próximas y futuras ejecuciones del LHC
requieren un más potente y exigente sistema de disparo”. dice Yasuyuki Okumura, un
becario postdoctoral en la
Universidad de Chicago y Fermilab, "El mantenimiento de un disparador eficiente en un entorno de alta
luminosidad es increíblemente difícil".
Okumura continúa: "La tecnología utilizada en el sistema ayudará a guiar futuros
experimentos de Colisionador de Hadrones de altas energías."
El sistema de gatillo utilizado en el ATLAS durante
la primera ejecución del LHC, permitió eliminar las colisiones sin interés en
tres etapas. La primera etapa
buscó partículas interesantes en el detector, como los muones de altas energías
o fotones, o grandes grupos de energía en los calorímetros. Si un conjunto de colisiones aprobó
esta primera etapa del sistema de disparo, entonces todos los datos de ese lote
pasan al segundo disparo. El
segundo y tercer desencadenante entonces corren una serie de algoritmos para
reducir gradualmente los datos de aún más colisiones. El Fast Tracker será un
paso intermedio entre la primera y la segunda desencadenante.
Al utilizar el procesamiento en forma paralela
a una seria de chips del ordenador personalizado del diseño, el Fast Tracker hará algo que nunca antes había sido posible
hacer: Reconstruir simultáneamente las pistas de todas las partículas en todas
las regiones del detector.
Alison
comenta: “Los próximos trabajos del LHC podrían arrojar luz
sobre algunas de las preguntas pendientes que dejan a nuestra mejor comprensión
la naturaleza de la materia, el modelo estándar de la física de partículas; el
verdadero interés en correr dos del LHC es lo desconocido; el Fast Tracker nos
dará más flexibilidad para salvar las interesantes señales que todavía no saben
que estamos interesados"
Fuente: Fermilab /
SLAC / Symmetry (Sarah Charley) 21.04.2014
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