Acabaremos nuestro artículo sobre el colisionador de hadrones viendo como son los experimentos previstos para la máquina. Como se ha comentado anteriormente, el principio detrás del acelerador LCH es bastante sencillo. Primero se disparan dos rayos de partículas por dos caminos, uno en sentido de las manillas del reloj y el otro rayo en la dirección contraria. Se aceleran ambos rayos hasta cerca de la velocidad de la luz y entonces se direccionan ambos rayos uno enfrente del otro para ver lo que pasa.
El equipamiento necesario para conseguir esta meta es mucho más complejo. El LHC es solo una parte de todas las instalaciones para la aceleración de partículas. Antes de que cualquier protón o ion entre en el colisionador, previamente han pasado por ciertos pasos necesarios.
Lo mejor para comprender lo que pasa es ver la vida de un protón según entra en el proceso LHC. Lo primero que hay que hacer es destripar los electrones de los átomos de hidrógeno para producir protones. Entonces, los protones entran en una máquina que lanza rayos de protones dentro del acelerador.
Estas máquinas usan dispositivos llamados cavidades de radio frecuencia aceleran los protones. Estas cavidades contienen un campo eléctrico de radio frecuencia que empuja a los rayos de protones a altas velocidades. Los imanes gigantes producen el campo magnético necesario para mantener los rayos de protones por el camino correcto.
En términos automovilísticos, piensa en estas cavidades como un acelerador y los imanes como el volante del coche. Una vez que un rayo de protones alcanza el nivel de energía correcto, la máquina de lanzamiento antes comentada lo inyecta en otro acelerador llamado SPS (Super Proton Synchotron). Lo rayos siguen cogiendo velocidad, y llegados a este punto, el rayo se ha dividido en dos grupos. El SPS inyecta estos grupos en el colisionador, uno en un sentido y el otro al contrario.
Dentro del colisionador, los rayos continúan acelerándose. Esto lleva una media hora y a su velocidad máxima, los rayos hacen una media de once mil viajes alrededor del acelerador de partículas cada segundo. Los dos rayos convergen en uno de los seis detectores posicionados a lo largo de la circunferencia del LCH. En este punto, habrá más de 500 millones de colisiones por segundo.
Cuando dos protones colisionan, se separan en partículas más pequeñas. Esto incluye partículas subatómicas llamadas quarks y una fuerza de mitigación. Estas minúsculas partículas son muy instables y decaerán en una fracción de segundo. Los detectores recolectan información siguiendo la ruta de las partículas subatómicas. Entonces los detectores envían los datos a un sistema de ordenadores.
No todos los protones colisionarán con otros protones. Incluso con una máquina tan avanzada como el colisionador de hadrones, es imposible direccionar rayos de partículas tan pequeños como protones para que colisiones entre si sin error. Los protones que fallan a la hora de colisionar continuarán a una sección de “deshechos”, la cual está construida de grafito y absorberá el rayo.
Estas secciones son capaces de absorber los rayos si algo va mal dentro del acelerador. El acelerador tiene seis detectores posicionados en la circunferencia. ¿Cómo funcionan estos detectores y que hacen?
Uno de los detectores comentados en la anterior parte del artículo llamado ATLAS, es el más grande que hay en las instalaciones del CERN. En su núcleo hay un mecanismo que detecta y analiza el momento en que las partículas pasan a través del detector. Alrededor del núcleo hay un medidor que mide la energía de las partículas absorbiéndolas.
Los científicos pueden verificar el camino que las partículas tomaron y sacar información sobre ello. También está provisto de un espectrómetro para partículas negativas, las cuales son doscientas veces más pesadas que los electrones. Estas cargas negativas se llaman Muons y puede viajar por el medidor sin parar (es el único tipo de partícula que puede hacer esto). Otros detectores tienen sus propias tareas, como por ejemplo medir la subpartículas liberadas durante la colisión.