El acelerador de partículas LHC presenta sus primeros resultados

 

El acelerador de partículas LHC de Ginebra ha detectado indicios claros de la partícula elemental más masiva conocida en el universo, el quark top, en una demostración de que la instalación científica está funcionando a pleno rendimiento. Los primeros resultados del LHC, presentados ayer en la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías que se celebra en París, vienen a despejar las dudas sobre el funcionamiento del acelerador. El potencial del LHC se había cuestionado después de que una avería truncara su primer intento de entrada en servicio en septiembre del 2008. Ahora, cuatro meses después de volverlo a poner en marcha, “hemos incrementado la tasa de colisiones por un factor de más de mil; es mejor de lo que esperábamos (…) y mejor de lo que se había conseguido en otros aceleradores”, dijo ayer en rueda de prensa telefónica Rolf Heuer, director general del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), que ha construido el LHC. La detección del quark top, la partícula más masiva conocida hasta ahora, detectada únicamente en un acelerador de Estados Unidos pero nunca antes en Europa, es la prueba de que el LHC está a punto para explorar niveles de energía que aún nunca han sido investigados. “Estamos a punto para empezar a ver nueva física”, declaró Heuer. …

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Resultados del LHC: No es lo mismo de siempre

El CERN emitió una nota de prensa esta mañana anunciando los resultados del LHC presentados hoy en la conferencia ICHEP en París. La publicación enfatiza que las medidas actualmente realizadas por los cuatro experimentos principales del LHC están permitiéndoles “re-descubrir” el Modelo Estándar de la física de partículas. Pero las presentaciones del ICHEP cuentan una historia ligeramente diferente – los experimentos ya están haciendo nuevas medidas que contribuyen a la comprensión de las partículas fundamentales, e incluso están empezando a colocar límites a la existencia de nuevas partículas.

Ciertamente es verdad que muchos de los resultados presentados hoy y durante la semana pasada – en forma de cartas, gráficos, dibujos y tablas de números – son simplemente re-mediciones del Modelo Estándar, la mejor comprensión actual de los físicos sobre las partículas de materia y fuerzas que actúan entre ellas. Estas repeticiones de medidas son vitales: si los físicos no pueden demostrar más allá de toda sombra de duda que el nuevo detector puede medir algo conocido, nadie los creerá si afirman que han medido algo que nunca antes se ha visto.

Pero muchas de las medidas son nuevas. Mientras los experimentos del LHC están midiendo partículas cuya existencia ya se ha demostrado, miden propiedades a una energía 3,5 veces mayor que nunca antes. Estas medidas de mayor energía proporcionan una nueva y útil información a la comunidad física, por ejemplo para proporciona una vital entrada de datos a los modelos teóricos que describen cómo interactúan las partículas y fuerzas. Tales modelo se refinan continuamente para reflejar con mayor precisión la forma en que funciona el universo, y también se usan para predecir dónde pueden ocultarse las nuevas partículas. Cuanto más preciso es el modelo, más opciones tienen los físicos de buscar en el lugar adecuado las nuevas partículas, y antes podrá oír el mundo los nuevos descubrimientos.

Un buen ejemplo es la medida de la sección eficaz para el bosón W. El W es una partícula bien conocida, y su sección eficaz se ha medido muy bien en aceleradores anteriores, pero sólo en energías de colisión por debajo de 2 TeV. ATLAS y CMS presentaron en el ICHEP sus primeras medidas de las sección eficaz del bosón W a 7 TeV, confirmando las predicciones de que la sección eficaz debería ser aproximadamente cuatro veces mayor que a 2 TeV. Los experimentos del LHC también han medido la diferencia entre la producción de bosones W cargados positiva y negativamente, lo cual puede en último término ayudar a los físicos a comprender mejor la estructura del protón. Esta diferencia sólo puede medirse en colisionadores de protón-protón como el LHC.

Los experimentos del LHC también están dando sus primeros pasos hacia una física completamente nueva. El experimento ATLAS presentó los límites más restrictivos hasta el momento sobre la existencia de quarks excitados, un nuevo tipo de quark teórico. El experimento CDF había descartado anteriormente la existencia de tales partículas con una masa entre 260 y 870 GeV; ATLAS ahora ha extendido el límite a los 1290 GeV.

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El experimento CMS presentó resultados de su programa de búsqueda de otro tipo de partículas exóticas – los gluinos detenidos (stopped gluinos). Estas partículas, de crearse en las colisiones del LHC, se detendrían en el detector CMS, viviendo un tiempo relativamente largo en comparación con los tiempos de vida de partículas como el quark top, y luego decaería en otras partículas. Los físicos del CMS buscan estas partículas recopilando datos entre las colisiones de haces de protones en el LHC. El experimento DZero había buscado anteriormente estas partículas, y determinó que no podrían existir con un tiempo de vida superior a los 30 microsegundos. Con sólo datos de unos pocos meses, CMS ya ha excluido la existencia de estas partículas con un tiempo de vida entre 75 nanosegundos y 6 microsegundos.

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Dios mostrará de qué está hecho

Físicos norteamericanos reconocen, días después de que negaran el rumor, que les falta muy poco para detectar el bosón de Higgs, uno de los mayores misterios del Universo

Hace tan solo unos días, Tommaso Dorigo, un físico italiano de la Universidad de Padua, publicaba en su blog que colegas norteamericanos estaban muy cerca de encontrar el bosón de Higgs, la la llamada «partícula de Dios», que, según la teoría clásica, encierra el misterio de la formación del Universo. Según decía, era en el Tevatrón, el acelerador de partículas del Fermilab, en Illinois (EE.UU.), donde semejante logro se haría realidad. La predicción se reprodujo en las webs especializadas. Apenas pasaron unas horas cuando los responsables el acelerador negaban en su Twitter semejante triunfo y acusaban a Dorigo de expandir «rumores» y de intentar «buscar la fama». Pues el tiempo ha dado la razón al bloguero. Un equipo internacional del Fermilab ha anunciado que la búsqueda del escurridizo bosón de Higgs ha dado un paso de gigante y que están cerca de contestar algunas de las preguntas fundamentales del origen del Cosmos. Al mismo tiempo, sus colegas del LHC de Ginebra también están seguros de rondar lo mismo. El anuncio ha sido realizado donde Dorigo sugirió que se haría: en la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías que se celebra en París.
El bosón de Higgs es uno de los grandes retos de la Física. Todavía no lo ha visto nadie, pero se considera que puede ayudarnos a arrojar luz sobre la composición del Universo y de la materia oscura. Su existencia fue propuesta originalmente por el profesor británico de Física teórica Peter Higgs como una solución al enigma de por qué algunas partículas poseen masa y otras no. Los últimos resultados del Tevatrón, que ha sido obtenidos por los grupos de los experimentos DZero y CDF del acelerador -ambos estudian la interacción de distintas partículas en los niveles más altos de energía- supone reducir significativamente el número de rango de masas que se veía previamente, con un 95% de fiabilidad.
Para obtener el últimos resultado, los investigadores han estudiado más de 500.000 millones de colisiones de protones y antiprotones realizadas en cada uno de los experimentos desde 2001. Después, los dos grupos combinaron sus resultados para producir los límites de exclusión de la masa de la partícula de Higgs.
«Nuestro último resultado se basa en el doble de datos de los que teníamos hace un año y medio. A medida que continuemos recogiendo y analizando datos, los experimentos excluirán el modelo estándar del bosón de Higgs o veremos los primeros indicios de su existencia», explica Stefan Soeldner-Rembold, investigador de la Universidad de Manchester y responsable del grupo DZero. «Ahora hay menos espacio para que el bosón de Higgs de oculte».
La rivalidad del LHC
Para John Womersley, que también lideró los programas de ciencia del experimento DZero durante varios años, estos resultados son «un importante paso en el aprendizaje de cómo funciona nuestro universo y por qué existe». De ser así, el Tevatrón marcaría un importante gol al Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de Ginebra. Será cuestión de esperar, porque los físicos europeos no quieren quedarse atrás. En la misma cita de París, los responsables de la «máquina del Big Bang» han asegurado que sus experimentos están avanzando más rápido de lo esperado y que están cerca de una «nueva física».
El acelerador norteamericano ha realizado importantes progresos en materia de Física de partículas. En junio, apuntaron la inquietante posibilidad de que existan hasta cinco tipos diferentes del bosón de Higgs, todos ellos con la misma masa. Un mes antes, lanzaron una novedosa hipótesis de por qué la materia domina sobre la antimateria.

Original de  http://www.abiertohastaelamanecer.ws/?x=entry:entry100729-231200

Tuesday, August 3rd, 2010, by Manuel and is filed under "Astrofisica, CERN, Ciencia, Cosmologia, Fermilab, Fisica, Fisica de Materiales, Fisica de Particulas, Fisica Nuclear, Ingenieria, LHC, Matematicas, Mecanica Cuantica, Science, Technology, Tecnologia, Tevatron, Universidad, Universo | , , , , , , , , , , , , , , , ". You can leave a response here, or send a Trackback from your own site.

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