
English: 
LHC, Large Hadron Collider Objectives and Applications
Universidad Nacional de Mar del Plata, School of Engineering, Department of Electronics, Laboratory of Instrumentation and Control
Hi, my name is Mario Benedetti,
Director of the Instrumentation and Control Laboratory
at the Universidad Nacional de Mar del Plata
Principal Researcher of the CONICET
and Scientific Associate at the European Organization for Nuclear Research (CERN)
To introduce myself, I'll say that I'm an electronic engineer not a physicist
and today I will talk about
LHC, Large Hadron Collider, Objectives and Applications,
which required lots of effort from our group and collaborators.
We have tried to simplify this talk as much as possible
in a way that is plain and easy for everyone to understand
even at the expense of
loss of rigorousness
Well, let's begin

Spanish: 
                    LHC, Large Hadron Collider,“la Máquina de Dios”, Objetivos y Aplicaciones 
Universidad Nacional de Mar del Plata, Facultad de Ingeniería, Dpto. Electrónica, Laboratorio de Instrumentación y Control 
Buenas, soy Mario Benedetti,
Director del Laboratorio de Instrumentación y Control 
de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Mar del Plata.
Investigador Principal del CONICET
y Agregado Científico del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN).
Soy Ingeniero Electrónico no soy Físico. 
La charla de hoy en la cual vamos a tratar: 
LHC, Large Hadron Collider,“La Maquina de Dios”, Objetivos y Aplicaciones,
requirió un gran trabajo de todo nuestro grupo y de nuestros colaboradores.
Hemos tratado de simplificar al máximo 
para que esta charla sea entendible para el público en general, 
a pesar de que, en algunas oportunidades, 
hemos tenido que pagar el precio de la pérdida de rigurosidad. 
Sin más, vamos a comenzar.

English: 
Which is the aim of High Energy Physics or Particle Physics?
Particle Physics studies the constituents of every element,
that is, what makes up the elements that surround us,
and what holds them all together,
what keeps the Sun and planets together, for example,
or our body upright and together
as well as the parts comprising it
what keeps them joined, how bodies are held together.
Cosmology is concerned with the Bing Bang Theory
as well as with the universe evolution over time.
What makes up things?
We all know that the human body, the planets in our galaxy, the Earth
the whole Universe is made up of atoms.
Atoms consist of a nucleus and electrons that orbit around it;

Spanish: 
Bien, ¿Cuál es el objetivo de la Física de Altas Energías o de la Física de Partículas? 
El objetivo de la Física de  Partículas es saber de qué está hecho todo,
o sea, cómo está compuesto todo lo que nos rodea.
Saber además que es lo que lo mantiene unido entre sí,
que mantiene unido al sol y los planetas, 
cómo es que nuestro cuerpo se mantiene erguido y está unido
y todas las piezas que lo componen 
están unidas, cómo los cuerpos se mantienen unidos.
El objetivo de la Cosmología es verificar la teoría del Big Bang
y su evolución del Universo a través del tiempo.
¿Cómo está hecho todo?
Bueno, todos sabemos que el ser humano, los planetas de nuestra galaxia, la tierra,
todo el Universo, está hecho de átomos.
Los átomos están compuestos por un núcleo y electrones que lo circundan. 

English: 
and feature different degrees of complexity,
each element having a different structure
which is classified and grouped in Mendeleev's Periodic Table of Elements.
The simplest elements are found at the top of the table
and as we move down the table, the number of components in the nucleus increases
and a larger number of electrons orbit it.
The simplest element in nature
is the hydrogen atom,
composed of a proton and an electron.
The next simplest atom is helium,
which contains 2 neutrons and 2 protons
(in its nucleus) and 2 electrons that orbit it.
Generally speaking, an atom is composed of a nucleus,
which, in turn, contains neutrons and protons.
and inside the neutrons and protons, are the Quarks.
There are Up and Down quarks.

Spanish: 
Los átomos tienen distintos grados de complejidad 
y cada compuesto tiene una conformación diferente
que está ordenada y agrupada en la tabla periódica de elementos de Mendeleev.
Los elementos  más simples son los que se encuentran en la parte superior de la tabla. 
Y, a medida que vamos descendiendo tiene un mayor número de componentes, el núcleo,
y una mayor cantidad de electrones que lo circundan.
El elemento más simple que existe en la naturaleza
es el átomo de hidrógeno,
está compuesto por un protón y un electrón. 
Y tenemos el átomo de helio 
que está compuesto por 2 neutrones y 2 protones
(en su núcleo) y 2 electrones que lo circundan. 
En general, el átomo está compuesto por un núcleo.
El núcleo está compuesto por neutrones y protones.
Y dentro de los neutrones  y los protones tienen los Quarks, 
Los Quarks son los Up y los Down. 

Spanish: 
Los oscuritos son los Up y los grises son los Down.
La carga del neutrón es igual a cero,
y por lo tanto, el Up tiene carga + 2/3 , una carga fraccional 
y Down tiene carga - 1/3 ,
lo cual su suma, da como corresponde una carga igual a 0.
El protón en cambio tiene una carga igual a 1
y está compuesto por 2 Up y 1 Down. 
De manera que si ustedes realizan la operación
efectivamente se cumple esta condición.
Pero, lo más importante es que todo, absolutamente todo lo que conocemos 
está compuesto por estos elementos : quarks y electrones.
Veamos ahora tal vez la única fórmula
que ustedes van a presenciar a lo largo de esta presentación.
Es la famosa fórmula de Einstein 
que dice que la energía es igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado.
La velocidad de la luz  es de alrededor de 300.000 Km/s

English: 
The ones in dark color are the Up quarks and those in grey are the Down quarks.
The neutron charge is zero
the Up quark having a + 2/3 charge, a fractional charge,
and the Down a - 1/3 charge,
which added makes a charge equal to 0, as expected.
The proton charge, in turn, is equal to 1
and consists of 2 Ups and 1 Down quarks.
So, if you perform the operation
the condition is fulfilled.
But, most importantly, everything, absolutely everything we know so far
is made up only of these elements: quarks and electrons.
Let me explain now, the only formula that
will be analyzed during this presentation:
the Einstein's famous formula
according to which energy equals mass times the speed of light squared.
The speed of light is about 300,000 km/sec

Spanish: 
y yo lo he representado en gris para indicar que es una constante. 
Esta fórmula, en forma corriente,
dice que la energía es proporcional a la masa. 
Ahora bien, debemos darle un poco más de vuelo a esta fórmula, en realidad la masa es una forma de energía.
Dicho de otra forma, y lo que es más importante todavía,
es que la energía y la masa en determinadas condiciones son intercambiables.
¿Cómo se interpreta esto? Si nosotros tenemos energía suficiente 
podemos generar masa.
En este caso, a partir de energía, dos fotones con la energía suficiente,
( 512 KeV c/u),
generamos materia y antimateria.
Ya que cada vez que se generan a través de este método,
y a partir de energía,  materia o masa, 
se generan en partes iguales materia y antimateria.

English: 
which I have represented here in grey to indicate that it is a constant.
This formula simply states that
energy is proportional to mass.
Now, we need to see this formula in a different way. Mass is actually a form of energy.
In other words, and what is even more important,
under certain conditions, energy and mass are interchangeable.
How can this be interpreted? If we have enough concentrated   energy 
mass can be generated.
In this case, based on energy, two photons with enough energy,
(512 keV each one),
generate matter and antimatter.
So every time mass or matter is generated based on this method,
based on energy,
antimatter is also generated in equal parts.

Spanish: 
La diferencia que hay es en el signo.
En este caso en particular, tenemos 1 electrón y 1 positrón,
que es la antimateria del electrón. 
De la misma forma, si tuviéramos materia y antimateria y se encontraran,
éstas se aniquilan y generan energía. 
Esto es una forma más general de ver esta famosa fórmula 
que realmente es la base de todo lo que va a venir en la charla que seguiremos.
Otras de las cosas importantes de la física de partículas es 
que en  física se conserva tanto la energía como la carga.
Vamos a poner el ejemplo del decaimiento ?, 
que consiste en la transformación de 1 neutrón en 1 protón. 
Vamos a ver, y yo aquí pongo en evidencia la masa a través de una balanza,
ya que en la tierra, para ambos cuerpos, la masa por la gravedad es el peso.
En este caso vemos que el neutrón es más pesado que el protón. 

English: 
The difference is the sign.
In this particular case, we have 1 electron and 1 positron,
which is the electron's antimatter.
Likewise, if matter and antimatter combined,
they would "annihilate" each other and create energy.
This is a more general way of analyzing this famous formula.
which is really the basis of all that is coming next in this talk.
Another important aspect of Particle Physics is that
both energy and charge are kept in physics.
Let's consider the example of ? decay,
which consists in transforming a neutron into a proton.
Let's see, I will demonstrate this by using scales,
since, on Earth, for both elements, mass times gravity is weight.
In this case, the neutron is heavier than the proton.

Spanish: 
Por lo tanto, si vamos a transformar un neutrón en un protón tiene que haber algo más. 
Vamos a concluir que, si la carga del neutrón es 0
y la del protón es 1 
ese algo más...el único elemento que conocemos que tiene carga negativa es  el electrón. 
Yo agrego a esta balanza un electrón
y veo que todavía no consigo cumplir con la condición de masa y/o energía.
Entonces, ahora  invento un dispositivo, una partícula, ya que tiene que haber algo más,
lo voy a llamar a eso neutrino porque tiene que ser neutro
porque ya cumplí con la condición de carga y veo que consigo equilibrar la balanza.
Y escribo la fórmula que dice que el neutrón decayó en 1 protón más 1 electrón más 1 antineutrino. 
eso  se llama decaimiento ?. De la misma forma, en el decaimiento ?+
se cumple que 1 protón decae en un neutrón liberando 1 positrón y 1 neutrino.

English: 
Therefore, if we are to transform a neutron into a proton we have to add something else.
We conclude that, if the neutron charge is 0
and the proton charge is 1,
that something else... The only element that we know is negatively charged is the electron.
So an electron is added to the scales
yet the mass and/or energy condition remains unfulfilled
So I predict a device, a particle, as something else has to be added,
and I call it neutrino since it has to be neutral.
Now the charge condition has been met, and I see that the scales are no longer tilted.
Then I write the formula expressing that the neutron decayed into 1 proton plus 1 electron plus 1 antineutrino.
this is called ? decay. In ?+ decay,
a neutron also decays into 1 proton, releasing 1 positron and 1 neutrino.

English: 
Neutrinos were predicted
in the 30's; but it wasn't until the 60's that they were discovered.
Hence, this new particles was added,
to those already known.
Let's see what happens with 4 hydrogen atoms
If we consider 4 atoms of hydrogen
and add compression and temperature,
the result is something unstable
that will decay into 2 positrons and 2 neutrinos,
that, along with the electrons, will "annihilate" each other
resulting in a helium atom plus energy
plus neutrinos
What you get in this case is a fusion phenomenon,
done daily by our Sun,
and, in general, by all suns
using hydrogen as

Spanish: 
El neutrino fue visto de esta manera... 
como que debería existir en los años 30 y , en los 60, se descubrió el neutrino.
Con lo cual, a las partículas que conocemos se le agregó
esta partícula nueva al conocimiento general.
Veamos que sucede con 4 átomos de hidrógeno
Si tomamos 4 átomos de hidrógeno
y le agregamos compresión y temperatura,
Lo que obtenemos es algo inestable
que decaerá en 2 positrones y 2 neutrinos,
que se aniquilarán con los electrones 
quedando como consecuencia 1 átomo de helio más energía
más neutrinos
Esto que ven aquí, que es un fenómeno de fusión
es lo que realiza diariamente  nuestro sol  
y en general todos los soles, 
que utilizan el hidrógeno

Spanish: 
Como combustible para su funcionamiento.
El sol consume el hidrógeno lo transforma en helio,
liberando calor y neutrinos.
Muy bien,las partículas estables entonces
quedamos que son los leptones, los leptones son el electrón y el electrón neutrino y
los quark Up y Down como hemos visto.
 ¿Hay más partículas?
Bien, lógicamente a esta pregunta, están las antipartículas
ya que vimos que cada vez que se genera una partícula se genera su antipartícula.
Esto ya es una cosa que vamos a dar por conocida, por lo cual
nosotros no vamos a volver a hacer este planteo
Ya que cada vez que conozcamos una partícula 
 vamos a suponer también que vamos a conocer su antipartícula
La pregunta entonces vuelvo a hacerla. ¿Hay algo más, que no conozcamos?
Continua......2/14

English: 
fuel to operate
The sun uses hydrogen and turns it into helium
releasing heat and neutrinos.
Fine, the stable particles then
are the leptons, that is, the electron and the electron neutrino, as well as
the Up and Down quarks, as we have already seen.
Are there more particles?
Well, obviously, the answer to this question is antiparticles
since, as we have seen, every time a particle is generated, its antiparticle is created too.
I'll take this as already known, and
will not deal with this issue again.
since every time we analyze a particle
we assume that its antiparticle is also known.
I will make the question once again. Is there anything else we don't know about?
See 2/14
