dijous, de juny 03, 2010

Llums i col·lapses sota terra

El Gran Col·lisionador d’Hadrons és una de les màquines més complexes i cares construïdes. Ens permetrà aprendre moltes coses sobre les partícules subatòmiques i sobre com és l’Univers en general. Però es va fer famós entre altres motius, per una avaria que va patir mentre el posaven en marxa per primera vegada. No es qualsevol cosa engegar un aparell que mesura 27 quilòmetres de circumferència. Sobretot si els imans que en formen part s’han de mantenir freds amb heli líquid. Durant les proves es va detectar una fuga d’heli i l’aparell va haver de ser reparat durant un any abans no podés començar de veritat.

Aquestes coses passen, per moltes mesures de seguretat i controls que posis. I de vegades encara resulten més curiosos. Un accident que també va aturar una instal·lació important va ser el col·lapse que van patir els fotomultiplicadors del Super-Kamiokande, al Japó. Aquesta instal·lació és un observatori de neutrins solars. I quan un vol observar neutrins ho ha de fer de maneres ben estranyes.

Per començar el detector d’aquest observatori està mil metres sota terra. Sembla estrany amagar-te sota terra si vols detectar unes partícules provinents del Sol, però els neutrins són molt particulars. Es tracta d’unes partícules increïblement petites i que no reaccionen gairebé amb res. En realitat, l’observatori funcionava millor de nit, quan detectava els neutrins que sortien del Sol, travessaven tot el planeta sense interaccionar amb res i passaven pel detector. La clau és la diferencia entre no reaccionar amb res o no reaccionar gairebé amb res. Alguna vegada si que interactuen amb algun altre àtom. Per tant el que cal es posar un detector molt gran i tenir molta paciència. Dels milions de bilions de neutrins que passen cada segon pel detector, ocasionalment algun donarà el senyal i així podrem estudiar-los.

El detector consistia en un tanc ple amb 50.000 tones d’aigua pura, i la manera de detectar-los era buscar una cosa anomenada Radiació Txerencov. Això és una mena de llum que es genera quan una partícula va més de pressa que la llum. Naturalment no pot anar més de pressa que la llum en el buit, però com que la llum al viatjar per l’aigua va més a poc a poc, algunes partícules (com les que es generen quan un neutrí xoca amb un nucli d’un àtom de l’aigua) poden anar més de pressa que la llum i emetre la llum Txerencov. Si mireu fotos de reactors nuclears veureu que les piscines acostumen a tenir una il·luminació blavosa. Doncs això és la radiació Txerencov.

La idea és que un tanc ple d’aigua a mil metres de fondària està totalment a les fosques, a no ser que algun neutrí generi un pols de radiació Txerencov. I per detectar-lo, la paret del tanc tenia 11.000 tubs fotomultiplicadors preparats per mesurar aquesta llum.

Els tubs fotomultiplicadors treballen en condicions de buit a dins. I el 12 de novembre de 2001, uns 7000 dels tubs van implosionar. Sembla que un tenia algun defecte i no va resistir la pressió de l’aigua. Com que dins tenen fet el buit, va col·lapsar i en fer-ho va generar una ona de pressió a l’aigua que va fer petar els tubs del costat, que alhora van fer més ones de pressió que van fer petar més tubs, que van generar més ones que van... En un moment es va generar una onada de tubs que anaven petant i que va deixar el detector fora de servei durant uns anys.

Van haver de reinstal·lar els tubs, més algun sistema per evitar que tornés a passar i, sobretot, van tenir la màquina aturada durant cinc anys. Tot un daltabaix només per la falla d’un petit component.

Ja ho diuen que per un clau es pot perdre un imperi.

3 comentaris :

XeXu ha dit...

Ja no sé si és per The Big Bang Theory, per FlashForward o alguns llibres que llegeixo, però tots aquests temes m'encanten! Anava a marxar i deixar el post pel vespre, però no me n'he pogut resistir. És tot un món això de la física de partícules, qui sap, potser si m'hi hagués dedicat ho passaria teta treballant en maquinetes d'aquestes, barates i fàcils de fer anar. En vaig aprenent gràcies a tu.

Alepsi ha dit...

Uhm... jo anava a fer menció a les mateixes sèries que en Xexu! Jajajajaja! Estem malalts! xDDD

Realment, què chungo quan les coses comencen a petar... suposo que fins que no troben el punt crític i ho poden reparar deuen anar amb els collons per corbata... :s

Alasanid ha dit...

Tota una obra mestra el detector de neutrins japonès!! Quina meravella (per la foto)

I quina trencadissa, fins i tot això ho fan a gran escala aquests físics...

De totes maneres en aquestes màquines que treballen al límit, una petita cosa que no rutlla... I tot trencat, com el Challenger, per exemple.