¿Cómo los investigadores del LHC aíslan e identifican exactamente qué átomos de elementos están rompiendo en cualquier experimento dado?

Answer 1

Lo saben, porque saben qué tipo de núcleos se han inyectado en el LHC y se han acelerado para una ejecución determinada. De hecho, el acelerador tiene que estar sintonizado a una masa específica y carga de partículas aceleradas, por lo tanto, si está sintonizado, por ejemplo, para acelerar los protones (el caso habitual), no podría acelerar ninguna otra partícula, ni siquiera un deuterón. Otras partículas simplemente no se mantendrán en órbita, escaparán del haz.

Hasta ahora, las únicas partículas distintas a los protones que se han acelerado en el LHC son los núcleos de plomo (específicamente el isótopo Pb-208, de nuevo, ningún otro isótopo de plomo funcionaría cuando el LHC está sintonizado con Pb-208). Entonces sí, siempre que estén observando colisiones de partículas de haz, las investigaciones están absolutamente seguras de qué partículas han colisionado.

El único caso cuando no lo saben es cuando una partícula de haz choca con el gas de reposo en el tubo de la viga. Si bien el LHC tiene un vacío ultraalto interno, no podemos producir un vacío perfecto y siempre queda algo de gas traza en el interior, en el nivel de decenas o cientos de partículas por centímetro cúbico. Las partículas del haz a veces chocan con ese gas traza y sí, en ese caso los investigadores no saben con qué elemento del núcleo chocó. Afortunadamente, debido a la energía de haz muy alta, los productos de tales colisiones entre haz y gas generalmente se mueven en un cono muy estrecho alrededor de la dirección del haz y, por lo tanto, en la mayoría de los casos son fáciles de identificar y eliminar.

Answer 2

Es sobre todo hidrógeno. O más bien, hidrógeno sin electrones, lo que significa que es solo un protón desnudo. Saben que es hidrógeno puro porque eso es lo que ponen. Incluso si hubiera otros átomos allí, no podrían negociar la trayectoria curva del LHC: son guiados por imanes superconductores que deben ser sintonizados para el Peso específico de los protones.

A veces, usan iones de plomo en su lugar:

¿Por qué colisiones de plomo-plomo en el Gran Colisionador de Hadrones?

Answer 3

Fácil: en el LHC chocan protones con otros protones que van en la dirección opuesta; por lo tanto, el único elemento involucrado (si quiere pensar en términos de “elementos”) es el hidrógeno .