Indicios de una partícula desconocida desatan los rumores en el CERN

Los nuevos datos del LHC muestran la señal de una posible partícula seis veces más masiva que el bosón de Higgs. Los físicos de partículas determinan con precisión la masa del higgs


Ingenieros trabajando en el detector CMS del LHC, en Ginebra. / CERN

Los nuevos datos acumulados en los últimos meses por el mayor acelerador de partículas del mundo, el LHC, apuntan a la posible existencia de una partícula desconocida con una masa unas seis veces mayor que el bosón de Higgs. La existencia de la nueva partícula aún no se puede confirmar, pero el hecho de que los dos grandes detectores del LHC, ATLAS y CMS, hayan captado su rastro justo en el mismo rango de masas ha causado una enorme expectación hoy durante el acto de presentación de los nuevos datos en la sede del laboratorio europeo de física de partículas CERN.

Este año el LHC ha comenzado a funcionar al doble de potencia, adentrándose en un nuevo territorio de la física. Los nuevos indicios se basan en la observación de colisiones entre partículas que producen una desintegración en dos fotones. Es el mismo tipo de desintegración que sirvió para descubrir el bosón de Higgs en 2012. La masa de la nueva partícula está en torno a 750 Gigaelectronvoltios, es decir, seis veces más que el Higgs.

Aún es muy pronto para decir si la partícula existe o es un mero error estadístico, según explican varios físicos que trabajan en el CERN. Si la señal fuera real, supondría entrar de lleno en un nuevo ámbito de la física totalmente desconocido, más allá del modelo estándar, del que el Higgs era el último elemento que quedaba por descubrir.

Uno de los escenarios posibles en el que podrían encajar nuevas partículas es la supersimetría, una teoría que predice que cada partícula conocida tiene una gemela desconocida. “Esta partícula podría ser otro Higgs o cualquier otra cosa, pero aún es muy pronto para poder asegurar nada”, ha explicado esta tarde a Materia Mario Martínez, investigador principal del proyecto IFAE-ATLAS, después de asistir a la presentación de los datos en la sede del CERN. “Por ahora lo único que hemos visto ambos experimentos es un indicio, pero este puede desaparecer en cuanto recabemos más datos, es exactamente lo que sucedió antes con otros eventos similares”, advierte. “No podemos decir nada sólido, pero sin duda son datos ilusionantes”, reconoce.
Un Higgs pesado

En la reunión de hoy se han presentado datos tomados de junio a noviembre, explica Martínez. “Los datos de ATLAS están en torno a los 3,6 sigma, aunque oficialmente, con las debidas correcciones, solo llegan a 1,9”, explica. Para reclamar un descubrimiento son necesarios cinco sigmas.

“Todo el mundo se ha emocionado al ver los datos pero con esta estadística no se puede decir nada”, coincide Toni Pich, investigador del Instituto de Física Corpuscular. Pich dice que en el CERN lleva habiendo rumores durante días sobre los nuevos datos “y hoy no cabía en el auditorio ni una persona más”. El físico teórico explica que, desde que el LHC comenzó a funcionar al doble de potencia este año, está explorando unas regiones físicas totalmente nuevas y por lo tanto todo lo que pueda aparecer puede encajar de una forma u otra con la supersimetría. Esta posible partícula que aparece en los datos de CMS y Atlas “podría ser un Higgs pesado”, señala, pero nada puede decirse hasta que no haya más datos. La expectación va a continuar al menos hasta 2016, explica Martínez, pues el LHC acaba de parar y no volverá a funcionar hasta abril de ese año. “Es posible que en junio o agosto ya haya suficientes datos como para saber si la señal se mantiene o desaparece”, concluye.


Fuentes: EL PAIS.COM Lea Más

Un cortocircuito retrasa la puesta en marcha del acelerador LHC

La reparación puede aplazar las colisiones de protones “entre unos pocos días y varias semanas”, según informa el CERN

Operaciones en uno de los grandes imanes superconductores del acelerador de partículas LHC. / CERN

Un cortocircuito intermitente en uno de los grandes imanes que forman el acelerador de partículas LHC, junto a Ginebra, va a retrasar la culminación del proceso de puesta en marcha de esta gran máquina científica “entre unos pocos días y algunas semanas”, según han informado hoy sus responsables en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN). El acelerador es un anillo de 27 kilómetros de largo, instalado en un túnel a unos 100 metros de profundidad media entre la frontera de Francia y Suiza, y tiene más de 1.600 grandes imanes superconductores cuyos campos magnéticos curvan y focalizan los haces de protones que se hacen chocar en el centro de los detectores.

Tras más de dos años inactivo para hacer las modificaciones necesarias en la máquina, el LHC arranca ahora con el doble de energía que la que tenía en la primera fase de operación: está previsto alcanzar 6,5 teraelectronvoltios (TeV) por haz, lo que significa colisiones a 13 TeV. El arranque de esta segunda fase de operación comenzó hace unas semanas y se realiza enfriando hasta casi el cero absoluto (como exigen los imanes superconductores) y activando uno por uno los sectores que forman el anillo. “Siete de los ocho sectores han pasado la verificación debidamente para la operación, en 2015, a 6,5 TeV y al octavo no le falta mucho”, informó hoy el director del CERN, Rolf Heuer en un correo electrónico dirigido a todo el personal del laboratorio. “Sin embargo, no habrá haces circulando en el LHC”, continúa la nota de la dirección, que explica: “El cortocircuito se identificó el pasado 21 de marzo y se está investigando. Es algo bien comprendido pero puede llevar tiempo resolverlo ya que está en una sección ya enfriada de la máquina y la reparación puede, por tanto, exigir calentarlo y volver a enfriarlo tras la reparación. Debido a esta exigencia de criogenia, “lo que podría hacerse en unas pocas horas en una máquina no enfriada, puede acabar llevándonos semanas”, señala Frèderick Bordry, director de aceleradores del CERN.

En 2008, nada más ponerse en funcionamiento por vez primera el LHC, un fallo en la soldadura de una conexión eléctrica entre dos imanes hizo que perdiera su condición de superconductor y desencadenó una avería que afectó a un gran tramo del acelerador. Se decidió entonces, tras la reparación que duró más de un año, comenzar a trabajar con menos energía (aunque fue suficiente para descubrir el bosón de Higgs, en 2012) de lo inicialmente previsto y dejar el objetivo de los 13 ó 14 TeV para una segunda fase, tras una puesta a punto intensa que ha incluido la instalación de sistemas de seguridad que impidan que se repita algo parecido a la avería de 2008. Los responsables del CERN están muy, muy pendientes de cualquier anomalía que presente esta máquina única en el mundo, el acelerador de partículas más potente jamás construido.

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El LHC arrancará en dos semanas más poderoso que nunca

Las colisiones de partículas alcanzarán el nuevo máximo de potencia, 13 TeV, en solo un par de meses

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN) ha anunciado este jueves su vuelta al trabajo tras dos años de parón. El director del organismo, Rolf Heuer, ha explicado que los haces de partículas empezaron a ser introducidos en el acelerador el pasado fin de semana y en dos comenzarán a recorrer la famosa «máquina de Dios». Las colisiones entre ellas alcanzarán el nuevo máximo de potencia, 13 TeV, en un par de meses.

Durante estos años el equipo del LHC ha llevado a cabo diversos trabajos de reemplazo y mejora. Concretamente, se han cambiado 18 de los 1.232 imanes dipolos superconductores que conducen las partículas por el acelerador debido al desgaste.

Además, se han reforzado más de 10.000 conexiones eléctricas entre imanes dipolos mediante shunts, piezas de metal que hacen de recorrido alternativo para la corriente de 11.000 amperios salvando la conexión si hay un fallo.

Los imanes superconductores del LHC tienen mejoras en el sistema de protección al apagado (quench protection system o QPS). Estos dispositivos conducen electricidad sin perder energía a la resistencia, con lo que pueden alcanzar grandes campos magnéticos. En un apagón, el imán vuelve a un estado de resistencia (deja de ser superconductor), perdiendo gran cantidad de energía. El sistema QPS del LHC sirve para disipar esta energía de forma controlada si detecta el desarrollo de un voltaje inusual en el imán.

Por su parte, la energía de las colisiones en el LHC en 2015 será de 13 teraelectronvoltios (TeV), o 6,5 por haz, comparada con los 8 TeV (4 por haz) en 2012. Una energía mayor permitirá a los científicos extender la búsqueda de nuevas partículas y comprobar teorías.

Como el ancho del haz de partículas se reduce con una energía mayor, los haces del LHC se concentrarán más en su punto de colisión, lo que supone más interacciones y colisiones para estudiar para los experimentos, según ha explicado el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear de España (CPAN).

El director general del CERN, Rolf Heuer, participa este jueves en una rueda de prensa sobre el LHC en Meyrin, cerca de Ginebra (Suiza) EFE

Del mismo modo, habrá menos protones por paquete: 1,2 x 1011 comparados con los 1,7 x 1011 de 2012. Cuando suceden decenas de colisiones a la vez es complicado para los sistemas de computación de los detectores distinguir qué partícula procede de cada colisión. Con menos protones en cada colisión se reducirá este problema (pileup). Sin embargo, los haces se separarán cada 25 nanosegundos en lugar de cada 50, ofreciendo así más partículas y colisiones.

Entre los cambios realizados también destaca una elevación del voltaje. Las cavidades de radiofrecuencia, que dan pequeños empujones de energía a las partículas cuando pasan, operarán con mayores voltajes para dar más energía a los haces.

Por otra parte, los dipolos magnéticos se deben mantener a baja temperatura para mantener su superconductividad. Se ha consolidado todo el sistema criogénico del LHC con un mantenimiento de los compresores de frío, así como una actualización de los sistemas de control y renovación de la planta de refrigerado.

Además, se ha realizado un mantenimiento y actualización de los sistemas eléctricos del LHC con más de 400.000 pruebas y la inclusión de sistemas más tolerantes a la radiación.

Mientras, el interior del tubo donde circulan los haces está vacío para que las partículas no choquen con otras en su camino. Pero los haces cargados pueden desprender electrones de la superficie del tubo, formando una nube de electrones que interfiere con el haz. Para atenuar este efecto, el interior del tubo se ha recubierto con un captador no evaporable (NEG), material que retiene los electrones. En algunos sitios, los solenoides se han envuelto alrededor del tubo de los haces para evitar que los electrones se desvíen de los lados.

Partículas supersimétricas
Con estas novedades en el LHC, los científicos se plantean nuevas fronteras en la física. Entre sus objetivos se encuentra el hallazgo de partículas exóticas. Algunas teorías predicen que podría existir un grupo de partículas que no se puede detectar al no interactuar con la fuerza electromagnética. También buscarán tener suerte con la materia oscura. Una idea que se tiene sobre este fenómeno es que podría contener "partículas supersimétricas", compañeras a las del Modelo Estándar. El funcionamiento del LHC a alta energía podría ofrecer pistas para resolver este misterio.

Precisamente, en esta nueva etapa se busca resolver el misterio de la supersimetría, una extensión del Modelo Estándar que busca completar algunos huecos a los que no responde el primero. La supersimetría predice una partícula compañera para cada una de las partículas del Modelo Estándar.

Otro de los fines del nuevo colisionador es confirmar aquellas teorías que podría haber versiones más pesadas de las partículas estándar en otras dimensiones, que podrían encontrarse a las altas energías del Run 2 del LHC.

Los científicos buscarán también la antimateria y el plasma de quarks y gluones que, según las teorías, formaban la 'sopa' caliente que constituía en Universo después del Big Bang.


Fuentes: ABC.ES Lea Más

5 cosas que resolverá el Gran Colisionador

LHC Con mayores niveles de energía resolverán grandes dudas del origen del Universo. 
Después de una intensiva reparación, el Gran Colisionador de Hadrones está de regreso. Clausurado en febrero de 2013, el LHC, por sus siglas en inglés, estará funcionando nuevamente y mejor que nunca en mayo, aseguraron investigadores en la reunión anual de la Academia Americana por el Avance de las Ciencias (AAAS).

Este acelerador de partículas, que pertenece a la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) y que se encuentra en Suiza, es el más potente del mundo.

Por ejemplo, en 2012, los experimentos ATLAS y CMS del LHC descubrieron el bosón de Higgs, que explica cómo las partículas obtienen su masa. El aparato renovado funcionará a una energía 60% mayor, con detectores más sensibles y una velocidad de colisión superior, pero ¿qué beneficios nos traerán estas novedades?

1. ¿Sorpresas en el bosón de Higgs?

Aunque el bosón de Higgs ya fue descubierto, aún hay mucho por aprender. Gracias a la energía cinco veces mayor que el LHC producirá en el bosón de Higgs, los científicos podrán entender con mayor detalle las partículas resultantes. Cualquier cosa fuera de lo normal que se descubra sería de gran ayuda para los físicos, quienes buscan pruebas de nuevos fenómenos que pueden explicar algunos de los misterios sin resolver de la física.

2. ¿Sabremos qué es la materia oscura?

Tan sólo estamos familiarizado con 15% de la materia existente en el universo, el resto es materia oscura, desconocida excepto por las pocas pistas halladas y sus efectos gravitatorios sobre el cosmos, por lo cual los astrofísicos están sumamente interesados en descubrirla. Se cree que las partículas masivas que interactúan débilmente (WIMP, por sus siglas en inglés) son una de las causantes de la materia oscura, las WIMP podrían encontrarse gracias encontrarse en el bosón de Higgs, por lo que podrían ser detectadas por el LHC.

3. ¿Encontraremos la supersimetría?

La supersimetría (SUSY en inglés) es una teoría muy popular acerca de la física de las partículas que resolverían muchas preguntas sin respuesta acerca de esta ciencia; por ejemplo, por qué la masa del bosón de Higgs es más ligera de lo que se pensaba, en dado caso de que fuera verdad. Esta teoría propone la existencia de una serie de partículas elementales que son iguales a las ya conocidas, pero más pesadas y con una rotación diferente. Las nuevas energías más altas del LHC podrían impulsar la producción de las hipotéticas partículas supersimétricas, llamadas gluinos con factor de 60.

4. ¿Dónde está la antimateria?

Los físicos no saben por qué existimos. Según las hipótesis, después del Big Bang el universo estaba formado en partes iguales de materia y antimateria, que aniquilan entre sí se encuentran. Esto debería haber dado lugar a un universo sin vida desprovisto de materia. Pero en cambio, nuestro universo está lleno de materia y antimateria (lo cual es ciertamente contradictorio). Con la actualización del LHC, ciertos experimentos podrían comprobar con precisión cómo es que la materia y la antimateria se diferencian y cómo es que surgió nuestro universo.

5. ¿Cómo era el universo en un principio?

Justo después del Big Bang, el universo eran tan caliente y denso que los protones y los neutrones no podían formarse y las partículas que los componen (los quarks y los gluones) flotaban en una especie de sopa de plasma. Mediante el uso núcleos de plomo, en lugar de protones, el LHC produce colisiones extra-violentas que recrean la bola de fuego que generé el universo. Gracias a una  mayor tasa de colisiones del renovado LHC, los científicos serán capaces de tomar fotos del universo recién nacido.Después de una intensiva reparación, el Gran Colisionador de Hadrones está de regreso.

Clausurado en febrero de 2013, el LHC, por sus siglas en inglés, estará funcionando nuevamente y mejor que nunca en mayo, aseguraron investigadores en la reunión anual de la AAAS.

Este acelerador de partículas, que pertenece a la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) y que se encuentra en Suiza, es el más potente del mundo.

Por ejemplo, en 2012, los experimentos ATLAS y CMS del LHC descubrieron el bosón de Higgs, que explica cómo las partículas obtienen su masa. El aparato renovado funcionará a una energía 60% mayor, con detectores más sensibles y una velocidad de colisión superior, pero ¿qué beneficios nos traerán estas novedades?

Fuentes: QUO.MX Lea Más

¿Qué nos deparará la ciencia en 2015? Las investigaciones que están por venir

El año de los planetas enanos
 
Si 2014 fue el año del cometa, 2015 será el de los planetas enanos. La sonda Dawn de la NASA llegará en marzo a Ceres, el objeto más grande del cinturón de asteroides, que contiene una sorprendente cantidad de hielo. Unos meses más tarde, en julio, sucederá el que será posiblemente el encuentro más esperado. La nave New Horizons, también de la agencia espacial estadounidense, sobrevolará Plutón, degradado a la misma categoría que Ceres, planeta enano. Algunos científicos creen que ambos objetos fueron creados cuando diminutos trozos de hielo se agruparon en los confines del Sistema Solar y terminaron en diferentes sitios, quizás arrojados lejos por la fuerza gravitacional de Júpiter.

El despertar «a tope» del LHC

La próxima primavera, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, el laboratorio europeo de física de partículas cerca de Ginebra, en Suiza, arrancará motores después de dos años de reparaciones. La también conocida como «máquina de Dios» es responsable del hallazgo en julio de 2012 del ya famoso bosón de Higgs, la partícula responsable de dar masa a todas las demás y que faltaba para completar el modelo estándar de la Física. En 2015, este gran complejo seguirá con sus investigaciones al doble de energía. Los científicos esperan dar con nuevos hallazgos, quien sabe si alguno tan novedoso que vaya más allá de todo lo conocido.

El deshielo del Ártico

El hielo del Ártico disminuye. Esta pérdida aumenta el calentamiento en la región, en la medida en que el océano abierto absorbe más energía del Sol. Sin embargo, el impacto del calentamiento del Ártico en el clima de regiones más cálidas es todavía un debate en marcha. Identificar las conexiones a larga distancia entre la compleja dinámica de la circulación atmosférica no es una tarea fácil, explican en la revista Science. Este año, los científicos han propuesto una serie de patrones que investigar, y en 2015 el interés estará en conocer cuál es la influencia del Ártico en el clima a miles de kilómetros al sur.

Inmunoterapias combinadas contra el cáncer

La inmunoterapia contra el cáncer, la estrategia de emplear el sistema inmunológico para atacar tumores, continúa dando buenos resultados, también en combinación con otras terapias, como quimioterapia, radiación y otros medicamentos. Docenas de ensayos clínicos están en marcha para dilucidar su eficacia, especialmente en el melanoma y el cáncer de pulmón. Eso sí, la toxicidad de las nuevas estrategias todavía está por ver.

Fuentes: ABC.ES Lea Más

El misterio del bosón de Higgs se desvela el 4 de julio

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Simulación del detector CMS del Gran Colisionador de Hadrones, que muestra cómo se prevé que sean las trazas del bosón de Higgs. Imagen:Lucas Taylor. 

El CERN presentará la última actualización en la búsqueda de la partícula que falta al Modelo Estándar

El CERN ha anunciado que el 4 de julio desvelará la información obtenida durante este año sobre el bosón de Higgs, el último ingrediente que falta para completar el Modelo Estándar de Física de Partículas. Con más datos recogidos entre abril y junio de 2012 que en todo 2011, si se descubre una nueva partícula como el bosón de Higgs se necesitará tiempo para asegurar que no se trata de una forma más exótica de esta partícula que pudiera abrir la puerta a una nueva física.

 

La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) albergará un seminario científico a las 9:00 horas del 4 de julio para presentar la última actualización en la búsqueda del bosón de Higgs.

En este seminario, que se celebra la víspera del inicio de la mayor conferencia del año en física de partículas, ICHEP en Melbourne (Australia), ATLAS y CMS mostrarán los resultados preliminares de sus análisis de datos en 2012.

Según Steve Myers, director de Aceleradores y Tecnología del CERN, la toma de datos para la ICHEP concluyó el lunes 18 de junio después de un exitoso primer periodo de funcionamiento del LHC durante 2012. Este año, el funcionamiento del LHC estaba diseñado para ofrecer la máxima cantidad posible de datos a los experimentos antes de la conferencia ICHEP. Con más datos obtenidos entre abril y junio de 2012 que en todo 2011, la estrategia ha sido un éxito.

Además, los experimentos han estado refinando sus técnicas de análisis para mejorar su eficiencia en la selección de colisiones como las que producirían el bosón de Higgs de las millones que se producen cada segundo. Esto quiere decir que su sensibilidad a nuevos fenómenos físicos ha incrementado significativamente durante estos dos años de toda de datos.

El manejo de todos estos datos se ha realizado por la red mundial de computación GRID del LHC, que ha superado sus especificaciones de diseño para procesar este volumen de datos y computación sin precedentes.

“Tenemos el doble de datos que el año pasado”, dijo el director de Investigación y Computación del CERN, Sergio Bertolucci, “que debería ser suficiente para ver si los indicios que vimos en 2011 están aún ahí o no. Es un momento muy interesante”.

Más tiempo

Si se descubre una nueva partícula como el bosón de Higgs, ATLAS y CMS necesitarán tiempo para asegurar si se trata del ansiado bosón de Higgs, el último ingrediente que falta para completar el Modelo Estándar de Física de Partículas, o si se trata de una forma más exótica de esta partícula que pudiera abrir la puerta a 'nueva física'.

El Modelo Estándar de Física de Partículas ofrece una imagen extraordinariamente precisa de la materia que conforma el universo visible y las fuerzas que gobiernan su comportamiento, pero hay buenas razones para creer que este no es el final de la historia. Sabemos que el universo visible es sólo el 4% de lo que parece existir ahí fuera.

Los físicos de todo el mundo reunidos en la conferencia ICHEP de Melbourne podrán seguir el seminario en directo por webcast. Tras el seminario científico habrá una rueda de prensa en el CERN, también disponible por webcast, acompañada por interpretaciones en un lenguaje sencillo por físicos accesibles también en blogs y chats desde la web del webcast. 

Fuentes: tendencias21.net

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