El primer artículo con resultados de colisiones del LHC Run 2

Dibujo20150722 distributions of pseudorapidity density of charged hadrons - cms - lhc - cern

Hoy se ha publicado en ArXiv el primer artículo del LHC Run 2 que estudia colisiones protón-protón a 13 TeV c.m. El detector CMS ha publicado un artículo con la medida de la distribución del número de hadrones cargados en función del ángulo azimutal (pseudorrapidez, |η| < 2) en las colisiones inelásticas protón contra protón cuando están apagados los imanes del detector que se usan para curvar las trayectorias de las partículas cargadas menos energéticas.

El número de hadrones cargados producidos en estas colisiones inelásticas para pseudorrapidez |η| < 0,5 se estima en dN/dη = 5,49 ± 0,01 (stat) ± 0,17 (syst), valor que compara de forma aceptable con las predicciones teóricas según el modelo estándar obtenidas usando métodos de Montecarlo y extrapola con los resultados obtenidos a menor energía.

Un resultado de interés técnico, útil para la calibración del detector, se publica en CMS Collaboration, “Pseudorapidity distribution of charged hadrons in proton-proton collisions at sqrt(s) = 13 TeV,” arXiv:1507.05915 [hep-ex].

Dibujo20150722 distributions of number of reconstructed tracks per event - cms - lhc - cern

Te recuerdo que en los detectores con forma cilíndrica alrededor del haz de partículas que colisionan se usan coordenadas cilíndricas. El ángulo θ respecto a la dirección del haz, tal que θ=0º es la dirección del haz y θ=90º es la dirección perpendicular, se suele transformar en la pseudorapidez η de tal forma que la dirección del haz es η=∞ y la dirección transversal es η=0. Por cuestiones obvias (los detectores son cilindros con caras planas) se reconstruyen bien las trayectorias de las partículas entre θ=10º (η=2,4) y θ=170º (η=−2,4), siendo la reconstrucción mejor conforme más cercano se esté de θ=90º (η=0).

La pseurorrapidez permite medir mejor (con unidades más naturales) el ángulo azimutal en las figuras con resultados de colisiones. Los detectores CMS y ATLAS siempre muestran η en el intervalo (−2,5, 2,5). El detector LHCb tiene un diseño asimétrico, en la dirección de los haces, que le permite alcanzar una pseudorrapidez η en el intervalo (2, 5,2). El detector con mayor pseudorrapidez es LHCf que permite estudiar η en el intervalo (−15, −8) ∪ (8, 15).

Dibujo20150722 lhc schedule 2015 - july aug - lhc - cern

Quizás te preguntes por la situación actual del LHC. Ya han finalizado las colisiones con paquetes separados por 50 ns. Ha habido muchos más problemas (menores, pero molestos) de los esperados. Se esperaba acumular 1 /fb de colisiones en los grandes detectores CMS y ATLAS, pero sólo se han acumulado 0,10 /fb en CMS y 0,12 /fb en ATLAS, es decir, unas nueve menos de lo deseado. En ALICE se han acumulado 0,57 /pb y en LHCb 6,7 /pb de colisiones. Son números bajos, pero no debemos alarmarnos, no pasa nada. Estas colisiones influyen en poco en el objetivo de este año, que es acumular unas 10 /fb con las colisiones a 25 ns que se iniciarán la primera semana de agosto.

El próximo sábado se iniciarán las labores de limpieza interna de los tubos (scrubbing) para la operación a 25 ns (“La limpieza interior de los tubos de protones del LHC,” LCMF 30 Jun 2015). Si todo va bien, el 8 de agosto se iniciarán las primeras inyecciones con paquetes de protones separados a 25 ns. Estas colisiones serán de entrenamiento para el equipo de la sala de control del LHC. El momento clave de este año serán las colisiones a 25 ns que se realizarán entre el 12 de septiembre y el 03 de noviembre. Su objetivo es acumular un mínimo de 10 /fb por experimento (en CMS y en ATLAS). No parece difícil lograrlo. Luego no hay que preocuparse por los problemillas encontrados en julio.

 

En resumen, el LHC Run 2 va viento en popa y a toda vela. No siempre las rachas de viento acompañan. Pero la meta todavía se puede alcanzar sin problemas. Todos deseamos un gran éxito para este primer año del LHC Run 2.



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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 22 julio, 2015
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