Colisiones protón-protón a 57 TeV c.m. en los rayos cósmicos (siete veces más que en el LHC en 2012)

Dibujo20121220 proton-proton cross section lhc tevatron pierre auger

El argumento más claro para demostrar que en el LHC del CERN las colisiones protón contra protón a un máximo de 14 TeV c.m. no pueden producir agujeros negros “peligrosos” para el planeta Tierra es que todos los días se producen colisiones a mayor energía entre protones de los rayos cósmicos y los protones de las moléculas del aire en la atmósfera. Gracias a ellas, el Observatorio Pierre Auger ha determinado que la sección eficaz de colisión (inelástica) tipo protón contra protón en una colisión a 57 TeV c.m. es de σ(p−p) = 92 ± 7 (stat) ± 11 (syst) ± 7 (Glauber) mb (milibarns); este valor ha sido obtenido por extrapolación utilizando el modelo de Glauber aplicado a la colisión entre un protón y una molécula del aire, determinada de forma experimental como σ(p−air) = 505 ± 22 (stat) ± 36 (syst) mb (milibarns) para una energía en el centro de masas de la colisión de 57 ± 0,3 (stat) ± 6 (syst) TeV. Recuerda, 57 TeV es una energía en el centro de masas unas 7 veces mayor que los míseros 8 TeV c.m. que se han alcanzado en el LHC del CERN en el año 2012, y unas 4 veces mayor que los 14 TeV c.m. de energía máxima que se podrían alcanzar algún día (podrían pues en 2015 se espera que las colisiones se reinicien a 13 TeV c.m. y se podrá subir este valor dependiendo del éxito de la reparación a la que será sometido el LHC entre 2013 y 2014). El artículo técnico para los interesados en más detalles es Jan Ebr (for the Pierre Auger Collaboration), “Measurement of the proton-air cross-section at sqrt(s) = 57 TeV with the Pierre Auger Observatory,” arXiv:1212.4053, 17 Dec 2012.

Dibujo20121220 Resulting proton-air particle production cross-section compared to other measurements

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