Muones cósmicos en LHCb (en concreto en el SPD)

rayo cósmico atravesando completamente el subdetector SPD. Los ejes representan las dimensiones (en mm) del subdector en el plano XY

En LHCb también llevamos unos meses detectando muones procedentes de rayos cósmicos. La figura que os enseño es la traza que ha dejado uno de estos muones en el SPD, un detector de centelleo hemos construido entre la Universidad de Barcelona y la Ramon Llull. Como expliqué en otro post anterior, LHCb es un detector con forma muy peculiar. Si quereis incluso con forma de “quesito de El Caserio”, esto hace que los subdetectores sean unas planchas planas verticales. En concreto, el SPD tiene unas dimensiones de unos 6×6 metros y 1.5 cm de espesor. Esto quiere decir que el muón que observais ha atravesado de derecha a izquierda todo el detector durante más de 7 metros dentro de una región de 1.5 cm.

Además de ser una imagen preciosa y muy poco frecuente (es el primero que encontramos que atraviese el SPD completamente) nos dice que de momento todo funciona correctamente y somos capaces de ver una señal sin que se pierda nada.

14 Responses to Muones cósmicos en LHCb (en concreto en el SPD)

  1. Krauser dice:

    Cuanto falta para los agujeros negros?😀

  2. orayo dice:

    Sería una buena idea explicar en el pie de foto de graficas como esta qué representan los valores en los ejes o poner las unidades.

    Por lo que entiendo del texto, ¿los valores de -3000 a 3000 serían mm y corresponderian a las dimensiones de las planchas del detector?
    ¿Eso de 2955 entries son el numero de puntos de la gráfica?
    ¿La escala de colores a que se corresponde? Parece que corresponde con 0.9. Me aventuro, ¿velocidad, 0.9c, de la particula?

    Otra pregunta, ya en modo paranoia y conspiracion:
    ¿Por qué no tenia unidades la grafica? Se hace “manualmente” a partir de unos datos y el autor se olvido o no quiso ponerlas o no se mostraron porque se considera trivial ponerlas (puesto que los cientificos que contemplen las graficas conocen a que se refieren los valores) o porque el software no lo permite…

    ¡¡0:05, me caigo de sueño y en vez de irme a dormir se me ocurren preguntas triviales!! Buenas noches!
    Si me paso de la raya preguntando, collejas virtuales!
    Un saludo

  3. José Solana dice:

    una mas simple que el amigo ORAYO: Este tipo de cosas, no afectaran el dia que empiecen a investigar?!?!? Grax

  4. rvazquezgomez dice:

    Respondiendo a orayo.

    Ya está editado, aunque el objetivo de enseñar el gráfico no es que os centraseis en los ejes. Los ejes representan dimensiones en mm del SPD en el plano XY.

    Las entradas están relacionadas con el número de puntos, pero eso es poco importante.

    La escala de colores, en esta figura en particular no significa nada. El SPD es un detector binario, esto quiere decir que sólo puede medir si ha pasado una partícula (1) o si no ha pasado (0). Cuando le pides al programa que pinta los gráficos que te enseñe una escala de colores, no sabe que nosotros solo podemos medir 0 ó 1 y no 0.7. Por eso enseña la gradación de colores que veis y todos significan 1, o sea, que hay señal.

    El poner o no unidades lo escoges tú cuando escribes tus scripts que analizan los datos. Como todos los que tenemos que mirar esto ya sabemos que es lo que hay, pues no hace falta. Además como esto tiene que ejecutarse online (o sea casi al ritmo de adquisición de datos) y hay miles de gráficos por hacer, cuantas menos cosas pongas mejor.

  5. rvazquezgomez dice:

    Respondiendo a José Solana,

    sí que afectarán. En el post “Muones Cósmicos en CMS” hay una discusión acerca de esto donde puedes mirar que es lo que pasa. De todas maneras, de estas cosas no ocurren 40 millones por segundo, por lo que la contaminación que suponen es baja.

  6. DaviD dice:

    OT – Hola, es un comentario fuera de este post; anteriormente dísteis un link hacia una pagina de monitores del haz, y a pesar de que se actualiza cada 12 segundos, a mi me parece que siempre se ve lo mismo, la pregunta es: ¿existe alguna especie de horario durante el cual estos monitores muestran algo? quiero decir, ¿cómo podemos saber a que hora y que día va a pasar algo por ellos que se pueda ver?

    UN SALUDO

  7. Pingback: Ya se detectaron Muones cósmicos en el LHC | Es Algo Personal

  8. rvazquezgomez dice:

    La imagen se actualiza cada 12 segundos, pero si no pasa nada pues no vas a ver ningún cambio en ella. La única manera de saber si pasa algo sin tener contacto directo con ellos es mirar la pantalla constatemente (cosa que no te recomiendo). Las mejoras y problemas surgen de continuo y no se pueden predecir, por lo que no existe un horario oficial. Cada día va cambiando.

  9. DaviD dice:

    De acuerdo, muchas gracias por la información rvazquezgomez.
    Tendremos paciencia.
    Gracias por vuestro trabajo y sobre todo por vuestra paciencia y dedicación

    UN SALUDO

  10. iinjdpa dice:

    Hola,

    me parece genial este blog. ¿como puede una partícula subatómica dejar un rastro en un detector?. Se supone que al dejar el rastro se altera su velocidad/energía y/o su posición. ¿que es exactamente lo que deforma o modifica para que podamos tener información de su presencia?. Se supone que el principio de incertidumbre limita el conocimiento de la posición y de la velocidad al mismo tiempo. Si podemos conocer la trayectoria, entonces no conoceremos su velocidad,¿no?.

  11. Uskire3601 dice:

    la partícula deja un rastro porque antes de entrar en el LHCb se loguea en Twitter y así los científicos conocen por donde pasa y con quien se junta😛

    La verdad es que no tengo ni idea iinjdpa.

    Me encanta este Blog, es genial.
    Un saludo.

  12. ignacio dice:

    Como se sabe si es no es un pión en lugar de un muón, parece que el detector no tiene campo magnético y por lo tanto no gira (parece), luego no parece que se pueda calcular su masa ?
    Ignacio

  13. rvazquezgomez dice:

    Respondiendo a iinjdpa.

    existen varios mecanismos de detección de partículas, te voy a explicar el que usa el SPD: centelleo.
    Las partículas que se pueden detectar mediante el centelleo tienen que ser partículas cargadas, para que puedan ionizar el material por donde pasan. Los átomos de los materiales están formados por el nucleo (donde se hayan protones y neutrones) y los electrones que se encuentran en las afueras. Están tan fuera que si representases el nucleo como la cabeza de un alfiler y lo colocases en medio de un campo de fútbol, el electrón se encontraría en la porteria. Esto hace que las partículas cargadas, mientras se desplazan por el material, puedan arrancar electrones de los átomos. Estos electrones quedan libres y se pueden atrapar con un campo eléctrico que nos sirva para medir la intensidad de la corriente eléctrica.
    Esto no tiene ninguna limitación por el principio de incertidumbre, porque esa constante es pequeñísima y aún estamos muy lejos de alcanzar esa precisión en las medidas experimentales.

  14. rvazquezgomez dice:

    Respondiendo a Ignacio.

    Por supuesto que tiene imán!!! Si vas al primer post de LHCb, lo tienes en el dibujo.
    De todas formas la clave para diferenciar piones de muones no es solamente campo magnético ya que este mide el momento de la partícula. También necesitamos tener al los detectores RICH (detectores de efecto Cherenkov).
    Funcionan de la siguiente manera. Cuando una partícula se mueve por un medio, más deprisa que la luz en este medio (ojo que esto no viola la Relatividad Especial, la velocidad de la luz en el vacio sigue sin ser alcanzable), crea unos conos de luz cuyo radio es solamente función de la velocidad de la partícula.
    Combinando la información de momento y velocidad, podemos conocer la masa y entonces ser capaces de diferencias piones y muones.
    Combinando

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