1 colóquio experiência cms no lhc ist, 28 de abril 2010 joão varela introdução
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Colóquio Experiência CMS no LHC
IST, 28 de Abril 2010João Varela
Introdução
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Programa:
Apresentação da experiência CMS no LHC João Varela
O que se espera descobrir na experiência CMS Pedro Silva *)
Como funciona a experiência CMS: ligação directa da Sala de Controlo André David *)
Programa
Acelerador LHC (Large Hadron Collider)&Experiência CMS (Compact Muon Solenoid)
*) ex-aluno da LEFT
3Research and discovery - Education, training, collaboration - Technology and innovation
The World's biggest laboratoryfor particle physics research
The World's biggest laboratoryfor particle physics research
2500 physicists, engineers, technicians
6500 users from Universities and Institutes
Portugal is Member state since 1986
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Large Hadron Collider
A maior infraestrutura científica mundial
O acelerador com maior energia
Em construção desde 1995
Início de operação em 2009Exploração ~ 20 anos
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1232dipolos
Dipolo Supercondutor
No túnel do LHC
Vários milhares de biliões de protões viajam a 99.9999991% da velocidade da luz no anel de 27km de perímetro 11000 vezes por segundo
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Para acelerar protões até à velocidade da luz é preciso um vácuo semelhante ao do espaço interplanetário. A pressão nos tubos do feixe do LHC é dez vezes inferior à pressão na Lua.
O lugar mais vazio no sistema solar…
Vácuo no LHC
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Com a temperatura de -271 graus Celsius, ou 1.9 graus acima do zero absoluto, o LHC é mais frio que o espaço interestelar
Um dos lugares mais frios do Universo…
Criogenia no LHC
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Quando os dois protões nos feixes colidem, geram num volume minúsculo, uma temperatura mais de um bilião de vezes superior à do interior do Sol
Um dos lugares mais quentes na Galáxia…
Simulação de uma colisão na experiência CMS
Temperatura no LHC
Simulação de uma colisão na experiência ALICE
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Detectores gigantes para medir com uma precisão extraordinária (dezena de microns) as partículas resultantes de 600 milhões de colisões por segundo.
Os maiores e mais complexos detectores alguma vez construídos…
Experiências no LHC
ATLASCMS
ALICELHC-b
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38 Nações180 Institutos2500 Colaboradores
Experiência CMS
Construído à superfície e descido em grandes blocos a 100 m de profundidade
12500 toneladas21m comprimento15m altura
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Uma Aventura Mundial
38 NaçõesMais de 3000 cientistas e engenheirosCerca de 450 estudantes
Colaboração CMS
Detectores em CMS
Detecção de hadrões, e±, , µ±
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Trigger e Aquisição de Dados
Trigger de Nível 1: Processadores especializados Capacidade de de cálculo
equivalente a 50'000 PCs
High-bandwith network: 100 Gbyte/s
Trigger de Alto Nível: ~5000 Computadores
100 TByte/s
100 GByte/s
100 MByte/s
Taxa de colisão ~ 109 HzFactor de rejeição do trigger 107
Dados armazenados/ano ~ 106 Gbyte
ECAL HCAL TRK MU
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Construção dos detectors de CMS
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Calorímetro Electromagnético
Detecção de electrões e de fotões
Participação Portuguesa :Projecto e construção doSistema de Trigger e Aquisição de Dados
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Hardware e Software do Trigger e Aquisição de Dados do ECAL na Caverna de Electrónica de CMS
18 Crates240 Módulos1200 Mezzannines3000 Gbit optical links2500 Gbit electrical links
ECAL Trigger & DAQ
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2007-08: Instalação de CMS
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2007-08: Instalação de CMS
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2007-08: Instalação de CMS
2008: Detector CMS concluído
2009: Primeiras colisões p-p no LHC
23 Novembro 2009Primeiras colisões a 900 GeV
14 Dezembro 2009Primeiras colisões a 2.36 TeV
30 Março 2010Primeiras colisões a 7 TeV
Notícias na BBC
Scientists at CERN in Geneva have restarted the Large Hadron Collider (LHC) experiment, which hopes to shed light on the origins of the universe
...momentos difíceis de esquecer
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Colisão a 2.36TeV
PFJet 1 of 29.9 GeV
PFJet 3 of 13.3 GeV
PFJet 2 of 24.2 GeV
PFJet 1 of 29.9 GeV
PFJet 3 of 13.3 GeV
PFJet 2 of 24.2 GeV
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Primeira colisão a 7 TeV
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Multi Jet Event at 7 TeV
Evento multi Jet a 7 TeV
Pixel module
Reconstructed K0
s
Secondary vertex
Evento candidato K0s
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Primary vertex
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Dados acessíveis na GRID
40 Tier-2Destinations
Source Tier-1 going to Tier-2 1000MB/s
1000MB/s
900 GeV:Run 124024
2.36 TeV:Run 124120
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Dados das colisões processados nos ~ 50 centros GRID espalhados no mundo
Mais de 300 físicos analisaram os primeiros dados
CERN Tiers 1 Tiers 2
Partículas elementares redescobertas
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Excelente desempenho do detector
Ks
PDG: 263.1 ± 2.0 ps
CMS: 271.0 ± 20 ps
PDG: 89.53 ± 0.05 psCMS: 90.00 ± 2.10 ps
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Parece milagre!
E a seguir?
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Luminosidade 1-10pb-1 (verão 2010)
Redescoberta do Standard Model a 7 TeVLuminosidade 10-100pb-1 (inverno 2010)
Física do quark top com elevada estatística. Pesquisa de primeiros sinais de SUSY e Dimensões Suplementares
Luminosidade 100-1000pb-1 (inverno 2011)Pesquisa de Higgs e nova Física
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Análises de Física no LIP
Física do quark topFísica da interacção electro-fraca
Pesquisa de dimensões suplementaresPesquisa do bosão de Higgs
Física de iões pesados e novos estados da matéria
Grupo muito activo e bem colocado da colaboração CMS
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Qual é a origem da massa?
Porque se observam três famílias de quarks e leptões?
Será que as partículas “elementares” têm estrutura?
Haverá dimensões suplementares do espaço-tempo?
Qual é a explicação da assimetria matéria-antimatéria?
Qual é a natureza da matéria escura do Universo?
…
Questões em aberto na Física
CMS dará algumas respostas!
Oportunidade única
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Esta é a oportunidade de uma vida para estudantes de Física...
...que não se repetirá antes de duas décadas