CERN presentation - English

El CERN, un universo de posibilidades
para los ingenieros. Experiencia
de un ingeniero de Telecomunicación
de la ULPGC en el Gran
Colisionador
de Hadrones (LHC)
Javier Santaolalla Camino
1
MOTIVACIÓN
Empresa privada (tecnología)
Consultoría…
Educación
Comercial
…
2
MOTIVACIÓN
Empresa privada (tecnología)
Consultoría…
Educación
Comercial
…
Investigación Básica
3
MOTIVACION
Empresa privada (tecnología)
Consultoría…
Educación
Comercial
…
Ventajas:
1. Proyectos de gran
presupuesto.
2. Punteros tecnología
(I+D)
3. Puestos públicos
4. Colaboraciones
internacionales
(viajes)
Investigación Básica
4
MOTIVACION
Empresa privada (tecnología)
Consultoría…
Desventajas:
Educación
1.
2.
3.
4.
5.
Contratos precarios
Falta de continuidad laboral
Salario menor que en la privada
Alta competitividad
Endogamia?
Comercial
…
Investigación Básica
5
OUTLINE
1. ¿QUÉ ES EL CERN?
2. ¿QUÉ FÍSICA SE HACE EN EL CERN?
3. EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES
4. INGENIEROS EN EL CERN
5. OTROS GRANDES PROYECTOS
6
CERN
Consejo Europeo Investigación Nuclear
7
8
EUROPEAN LABORITY FOR PARTICLE PHYSICS
+ 10000 people
+ 50 years
.+ 20 country members
+ 20 experiments
+ more than 600 inst,
113 countries
Half of the
Particle
Physicist in th
world
CERN
10
ESPAÑA EN EL CERN
Ficha técnica:
1. Miembro desde
1983.
2. 8.9% del
presupuesto, 5º
3. ~200 en plantilla,
342 externos
4. 5º país con mejor
retorno industrial
6,3% (160 ME)
11
OUTLINE
1. ¿QUÉ ES EL CERN?
2. ¿QUÉ FÍSICA SE HACE EN EL CERN?
3. EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES
4. INGENIEROS EN EL CERN
5. OTROS GRANDES PROYECTOS
12
Javier
Santaolalla
Camino
SUEÑO DE EINSTEIN
1. SIMPLICIDAD
2. BELLEZA
3. UNIVERSALIDAD
INTERACC.
FÍSICA
PARTÍCULAS
14
INTERACCIONES
EAK
WHY?
TRONG
RAVITY
15
PARTÍCULAS
+ antipartículas
I
II
III
I
II
III
u
d
eνe
c
s
μνμ
t
b
τντ
u
d
e+
νe
c
s
μ+
νμ
t
b
τ+
ντ
Lepto
nes
Gen.
Quarks
Tabla periódica
de las partículas
subatómicas
18
PROTÓN
NEUTRÓN
Gen.
I
Quarks
u
d
Lepto
nes
MODELO ESTÁNDAR
e-
II
III
NEUTRINOS
Gen.
I
Quarks
100,000,000,000,000 n/s
del sol
u
d
Lepto
nes
Sin masa y sin carga
Interaccionan débilmente con la
materia
eνe
II
III
Gen.
I
Quarks
u
d
Lepto
ns
MÁS INGREDIENTES
eνe
II
III
μνμ
τντ
masa
10000 muones / minuto /m2
Gen.
I
II
III
Quarks
u
d
Lepto
nes
ULTIMOS INGREDIENTES
eνe
c
s
μνμ
t
b
τντ
masa
Quarks NUNCA aparecen
solos, siempre en grupos:
HADRONES
Antimateria
Desaparece en contacto con
la materia
I
II
III
I
II
III
u
d
eνe
c
s
μνμ
t
b
τντ
u
d
e+
νe
c
s
μ+
νμ
t
b
τ+
ντ
Lepto
nes
Gen.
Quarks
ANTIMATERIA
masa
I
II
III
I
II
III
Bosons
Quarks
u
d
eνe
c
s
μνμ
t
b
τντ
u
d
e+
νe
c
s
μ+
νμ
t
b
τ+
ντ
Photon
W, Z
G
Graviton
Lepto
nes
Gen.
mass
+
Interacciones
Partículas
= MODELO ESTÁNDAR
+
Interacciones
=
Partículas
BÚSQUEDA DE SENCILLEZ
Tan cerca…
Gravedad
¿El bosón?
…pero aún tan lejos!!
Demasiados
parámetros
Cuestiones cosmológicas
?
¿Cómo conciliar gravitación y mundo
subatómico?
?
¿Dark Matter and Dark
energy?
Preguntas sobre el origen del Universo
?
¿Por qué solo hay materia en el
universo? ¿Dónde está la
antimateria?
Preguntas sobre las partículas
¿Cómo adquieren masa?
¿Por qué las partículas
tienen masas tan
diferentes?
?
William Ockham
“no hay que multiplicar los entes de la razón sin necesidad,
hay que ir siempre a las hipótesis más sencillas”
Si esta es la pregunta
New symmetries
Little Higgs
New particles
...
…aquí tienen la respuesta!
CMS
Propósito general
LHCb
Física del quark b
Violación CP
ALICE
Plasma de quarks
y gluones
ATLAS
Propósito general
OUTLINE
1. ¿QUÉ ES EL CERN?
2. ¿QUÉ FÍSICA SE HACE EN EL CERN?
3. EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES
4. INGENIEROS EN EL CERN
5. OTROS GRANDES PROYECTOS
Y otros experimentos
en el CERN
35
Javier
Santaolalla
Camino
37
38
39
• Criogenia
• Superconductividad
• Vacío
• Electrónica rápida
• Enlaces de
comunicaciones
• Materiales y Sensores
• Sistemas distribuidos
• GRID
• Soporte y web
• Tratamiento de datos
• Filtrado
40
• Criogenia
• Superconductividad
• Vacío
• Electrónica rápida
• Enlaces de
comunicaciones
• Materiales y Sensores
• Sistemas distribuidos
• GRID
• Soporte y web
• Tratamiento de datos
• Filtrado
41
Detección
Thomson 1897
LEPTONES
Muon
Electron
HADRONES
Anderson 1936
Rutherford 1918
Protón
Chadwick 1932
Neutrón
Compton 1922
BOSONES
Fotón
H
ẽ
Quarks (jets)
...
SLAC ~1970
No se detectan
fotones
leptones
quarks
~10-25s
H
43
Detección
Ei
Ef
υ
p
υ
p
μ+
μ-
μp
p
υ
p
p
μ+
υ
υ
μ+
μυ
44
Identificación
τ-
μ-
e-
τ+
μ+
e+
u d s
¿Qué partícula es?
γ
c b t
Carga
+
-
Interacción
bariones
p+
n
p- …
mesones
π0 π+
…
Particle Zoo
45
Identificación
Atmósfera
Dos tipos de detectores
Destructivos: miden absorbiendo la partícula (calorímetros)
No Destructivos: miden la trayectoria de la partícula
Calorímetro
Electromagnético
Detector de
Trazas (Tracker)
γ
p
e
Calorímetro
Hadrónico
e
Detector de
Muones
n
p
…
μ
46
Identificación
Atmósfera
Dos tipos de detectores
Destructivos: miden absorbiendo la partícula (calorímetros)
No Destructivos: miden la trayectoria de la partícula
Detector de
Muones
Calorímetro
Hadrónico
Calorímetro
Electromagnético
Detector de
Trazas (Tracker)
μ
n
p
…
γ
e
p
e
γ e n p υ μ
47
Medida de magnitudes de interés
1.
Trayectoria de los productos
2. Energía
de
los
productos
1. Trayectoria
2. Energía
Conservación de la
energía
Detectores no destructivos
Tracker y cámaras muones
Calorímetros
v  qBR / m
Detectores
Curvatura de la trayectoria
no destructivos en un campo magnético
48
Célebres detectores de partículas
SLD del SLAC
STAR BNL
CDF TEVATRON
BaBar SLAc
H1 & zEUS
HERA
CMS, ATLAS,
LHCb y ALICE
LHC
Compact muon solenoid
CMS 12500
toneladas
Atlas 7000
toneladas
CMS
~3000 Científicos
~200 Centros Inv.
50
Tracker
• Sensores de silicio.
Miden la trayectoria
de las partículas
cargadas para
medir su momento.
• Equivale a una
cámara digital de
70Mpixels tomando
40 millones de fotos
por segundo.
• Es el detector de
silicio más grande
jamás construido.
Objetivo: medir trayectorias de partículas cargadas (momento)
51
ECAL
• 80000 cristales de
PbWO4.
• Produce luz al paso
de una partícula. La
cantidad de luz
producida es
proporcional a la
energía de la
partícula incidente.
• Cada cristal ~1000$
Objetivo: mide la energía de fotones, electrones y positrones.
52
HCAL
• Capas de metal
intercaladas con
centelleadores
plásticos o fibras
de cuarzo.
• Latón del HCAL
reciclado de la
artillería rusa.
Objetivo: medir la energía de los hadrones (protones, neutrones..)
53
Muones
• Tres tipos
distintos de
detectores de
muones en CMS.
• Área total del
detector es el
mismo que el de
un campo de
fútbol (6000m2)
Objetivo: medir el momento de los muones.
54
Drift Tube Chambers
55
Más cosas en el CERN: CNGS
56
Más cosas en el CERN: GRID
57
Más cosas en el CERN: PET
58
Más cosas en el CERN: ACE
4 veces más eficiente que la terapia convencional
59
Más cosas en el CERN: AD
60
Más cosas en el CERN: CAST
61
OUTLINE
1. ¿QUÉ ES EL CERN?
2. ¿QUÉ FÍSICA SE HACE EN EL CERN?
3. EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES
4. INGENIEROS EN EL CERN
5. OTROS GRANDES PROYECTOS
Y otros experimentos
en el CERN
62
LeClub
63
LeClub
•
•
•
•
Javier Pablos Abelairas
29 años, Gijón, Asturias
Ingeniero de Telecomunicaciones
Beca de dos años para trabajar en el
CERN
• Protección y fiabilidad de los
materiales superconductores de los
imanes del LHC
64
LeClub
•
•
•
•
Javier Pablos Abelairas
29 años, Gijón, Asturias
Ingeniero de Telecomunicaciones
Beca de dos años para trabajar en el
CERN
• Protección y fiabilidad de los
materiales superconductores de los
imanes del LHC
• Ex jugador de fútbol profesional
• Campeón de beer pong
• Oficial Calimotxo Maker
65
LeClub
•
•
•
•
José Sanchez Arias
28 años, Oviedo, Asturias
Ingeniero Industrial
Technical student (post-graduado), 2
años
• Diseño de sistemas de seguridad,
adquisición de datos y control del
generador de plasma (LINAC4)
LINCA2
Extracción de los protones para su inyección
en el LHC (gas H2 + plasma)
66
LeClub
•
•
•
•
José Sanchez Arias
27 años, Oviedo, Asturias
Ingeniero Industrial
Technical student (post-graduado), 2
años
• Diseño de sistemas de seguridad,
adquisición de datos y control del
generador de plasma (LINAC4)
67
LeClub
•
•
•
•
José Sanchez Arias
28 años, Oviedo, Asturias
Ingeniero Industrial
Technical student (post-graduado), 2
años
• Diseño de sistemas de seguridad,
adquisición de datos y control del
generador de plasma (LINAC4)
• Cofundador de LeClub
• Capitán de Zapata
• Segunda mejor tortilla de papas
de Ginebra
68
LeClub
•
•
•
•
•
Bruno Lange Ramos
23 años, Rio de Janeiro, Brasil
Ingeniero Informático (Estudiante)
1 año y medio de beca
Desarrollo software para la web de la
colaboración ATLAS
69
LeClub
•
•
•
•
•
Bruno Lange Ramos
23 años, Rio de Janeiro, Brasil
Ingeniero Informático (Estudiante)
1 año y medio de beca
Desarrollo software para la web de la
colaboración ATLAS
• Surfer en Barra de Tijuca
• Jogo bonito en Zapata
• Con 22 años ya tiene 1 año y
medio de experiencia en un
centro de excelencia
• ¡Nunca llega al trabajo antes de
las 12!
70
LeClub
•
•
•
•
Irene Alonso Canella
30 años, Gijón, Asturias
Ingeniera Informática
Fellow en el CERN, comenzó con un
acuerdo con la Uni. Oviedo
• Soporte técnico. En la actualidad,
departamento de criogenia.
Herramientas para gestión de
proyectos (rentabilidad)
71
LeClub
•
•
•
•
Irene Alonso Canella
30 años, Gijón, Asturias
Ingeniera Informática
Fellow en el CERN, comenzó con un
acuerdo con la Uni. Oviedo
• Soporte técnico. En la actualidad,
departamento de criogenia.
Herramientas para gestión de
proyectos (rentabilidad)
•
•
•
•
Ferviente seguidora de LeClub
Club de fans de Brugal
Ama a Fernando Alonso
En fin de año viene a GC
72
LeClub
•
•
•
•
•
Laura Moraes
22 años, Rio, Brasil
Ingeniera Informática (estudiante)
1 año de beca en el CERN
Bases de datos de ATLAS (tesis,
conferencias, artículos). Soluciones
web para ATLAS.
• Crea junto con 5 compañeros la
empresa TWIST
73
LeClub
• Laura Moraes
• 22 años, Rio, Brasil
• TWIST, empresa creada con otros
5 compañeros brasileños.
• Integración de diferentes fuentes
de información, accesibles por web.
74
LeClub
•
•
•
•
•
Laura Moraes
22 años, Rio, Brasil
Ingeniera Informática (estudiante)
1 año de beca en el CERN
Bases de datos de ATLAS (tesis,
conferencias, artículos). Soluciones
web para ATLAS.
• Crea junto con 5 compañeros la
empresa TWIST
• Baila samba, forro,…
• Es seguidora del Fluminense
• ¡Organizó una fiesta de carnaval
en Ginebra!
75
LeClub
•
•
•
•
David Gzlez Maline
29 años, Cádiz, Andalucía
Ingeniera Informática
Más de 6 años en el CERN:
summer student, fellow, stuff!
• Desarrollador de software
matemático y de estadística para la
herramienta software por
excelencia en física de partículas
ROOT
76
LeClub
•
•
•
•
David Gzlez Maline
29 años, Cádiz, Andalucía
Ingeniera Informática
Más de 6 años en el CERN:
summer student, fellow, stuff!
• Desarrollador de software
matemático y de estadística para la
herramienta software por
excelencia en física de partículas
ROOT
• Zurda de oro de Zapata (pichichi)
• ¡No gana ni un partido al proevo!
• Padece Malinitis (lesión crónica)
77
OUTLINE
1. ¿QUÉ ES EL CERN?
2. ¿QUÉ FÍSICA SE HACE EN EL CERN?
3. EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES
4. INGENIEROS EN EL CERN
5. OTROS GRANDES PROYECTOS
78
OTROS GRANDES PROYECTOS
• FÍSICA DE COLISIONES
Desy, Hamburgo
Fermilab, Chicago
79
OTROS GRANDES PROYECTOS
• FÍSICA DE NEUTRINOS
SuperKamiokande, Japón
Double Chooze, Francia
80
OTROS GRANDES PROYECTOS
• FÍSICA DE NEUTRINOS
IceCube, Antártida
Antares, Mediterráneo
81
OTROS GRANDES PROYECTOS
• FÍSICA DE NEUTRINOS
Neutrino factory
Andrea Donini et al., Jul 2009
82
OTROS GRANDES PROYECTOS
• FÍSICA DE NEUTRINOS
Neutrino factory
83
OTROS GRANDES PROYECTOS
Auger, Argentina
• ASTROPARTÍCULAS
Magic, Canarias
3000km2
Hess, Namibia
84
OTROS GRANDES PROYECTOS
• ASTROPARTÍCULAS
CTA, Canary Islands?
Conclusiones
• La física está abierta a nuevos descubrimientos.
Una nueva era está a la vuelta de la esquina
(mañana a las 20h más!)
• La investigación en ciencia básica ofrece una
suculenta salida para ingenieros
• El CERN, mayor centro de investigación básica del
mundo, sobresale por las posibilidades que ofrece
• Existen muchos proyectos de diferente naturaleza,
objetivos, presupuesto… Busca el que más te
guste y apuesta por él
• Vengan a visitarnos al CERN (guía gratis)
• Los ingenieros de la ULPGC están de sobra
preparados para optar a tales puestos ya que…
86
GRACIAS
Los científicos del CERN somos gente NORMAL (*)
santaola@cern.ch
@JaSantaolalla
#conferenciaelder
(*) Al menos la mayoría