Gran colisionador de electrones y positrones

El Gran Colisionador de Electrones y Positrones (LEP eng.  Large Electron -Positron Collider ) es un acelerador de partículas cargadas en el centro internacional de investigación CERN .

Historia

A principios de la década de 1980 , se propuso un proyecto para un acelerador que colisiona electrones y sus antipartículas  , los positrones , el Gran Colisionador de Electrones y Positrones (LEP) . En el otoño de 1983, comenzó la construcción del acelerador. En el valle del lago de Ginebra, a una profundidad de cien metros, se cavó un túnel anular con una longitud total de 27 kilómetros. La calidad del trabajo subterráneo fue tan alta que cuando se conectaron los dos extremos del túnel en 1988 , la diferencia entre ellos era de solo un centímetro. Se construyeron cuatro montajes experimentales en los puntos de intersección de los haces en colisión del acelerador, cada uno de los cuales constaba de un gran número de detectores de partículas .

El acelerador se reconstruyó repetidamente para lograr energías de partículas cada vez más altas. A fines de 2000, se alcanzó una energía de 209 GeV (cada uno de los rayos en colisión representa solo la mitad de esta energía), y en el mismo año se completaron los experimentos y se desmanteló el acelerador. Actualmente, un nuevo acelerador, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), está ubicado en el mismo túnel.

Resultados del acelerador

LEP ha brindado a los físicos muchos resultados interesantes en once años de trabajo, el más importante de los cuales es un estudio exhaustivo de los bosones W y Z. Las ideas modernas sobre la naturaleza de este tipo de interacción se han desarrollado precisamente bajo la influencia de los resultados del trabajo del acelerador LEP. Los experimentos en el LEP permitieron mostrar [1] que las interacciones débil y electromagnética son de naturaleza similar y pueden combinarse en el marco de una interacción, la electrodébil .

Perspectivas

Aunque el colisionador fue cerrado y desmantelado en noviembre de 2000 [2] para liberar un túnel para el LHC diseñado, después del descubrimiento del bosón de Higgs de 126 GeV, surgieron ideas para construir una fábrica de bosones de Higgs para su producción en masa y estudio detallado de las propiedades. Dado que ahora está claro que LEP no alcanzó el 10-15% en energía para la producción de bosones de Higgs, una de las opciones que se barajan es reactivar el acelerador de electrones-positrones en el mismo túnel, una vez finalizado el programa de física del LHC. (el proyecto se llamó LEP3). Se propone elevar la energía total a 240 GeV, lo que permitirá la producción de decenas de miles de bosones de Higgs al año en el canal e+e- → ZH. La potencia de radiación de sincrotrón de los electrones que circulan en el acelerador alcanzará entonces los 100 MW, lo que, si bien se encuentra dentro de unos límites razonables, impone nuevos y serios requisitos a los equipos. Además, debido a la corta vida útil de los haces (notablemente menos de una hora), será necesario cambiar al modo de inyección de haz con acumulación, cuando se agreguen nuevas porciones de partículas a los racimos que ya circulan en el colisionador ( en lugar de reemplazarlos).

Construcción y operación

Durante la instalación del acelerador, los científicos establecieron la dependencia de la energía de las partículas aceleradas de una serie de factores inesperados: la posición de la Luna, el nivel del agua en el lago de Ginebra, la llegada de los trenes a la estación de trenes de Ginebra. Asociaron esta dependencia con las deformaciones del anillo acelerador provocadas por estos factores. [una]

Notas

1. ↑ 1 2 CERN. Historia y actualidad de la física de partículas elementales. . Consultado el 16 de junio de 2008. Archivado desde el original el 8 de octubre de 2011. (indefinido)
2. ↑ LEP cierra después de once años de investigación de vanguardia . Consultado el 20 de febrero de 2013. Archivado desde el original el 5 de abril de 2013. (indefinido)

Enlaces

• CERN - Centro Europeo de Investigación Nuclear
• LEP—El Señor de los Anillos Colisionadores en el CERN 1980-2000 , Herwig Schopper, 2009.