Europa lidera investigación física de partículas con el LHC…
Europa lidera actualmente la investigación en física de partículas experimental con la puesta en marcha del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) de Ginebra, que conseguirá su máxima energía en 2013.
Esta es una de las afirmaciones de los expertos en física básica de partículas y cosmología que desde hoy, y hasta el 23 de julio, participan en la 16 edición del Simposio Internacional de Partículas, Cuerdas y Cosmología (PASCOS 2010) que se celebra en la Fundación Universidad-Empresa de la Universitat de València (ADEIT).
Para el catedrático de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid, Carlos Muñoz, si el LHC detecta una nueva física “habrá una gran cantidad de premios Nobel europeos”, un hecho muy importante para el desarrollo de la investigación en Europa.
Cerca de 170 expertos internacionales en física de partículas y cosmología abordarán en este encuentro las expectativas de experimentos como el análisis del fondo cósmico de microondas con el satélite Planck y los grandes detectores de materia oscura o neutrinos.
El pasado 30 de marzo, el LHC alcanzó la mayor energía de colisión registrada en un acelerador de partículas, y desde entonces ha estado poniendo a punto los haces de protones y los detectores y generando grandes cantidades de datos.
El acelerador va a funcionar al completo durante 2011, tendrá una parada para mejorar en 2012, y conseguirá su máxima energía en 2013.
Read more
A partir de entonces los científicos esperan detectar nueva física, ha explicado Muñoz, que ha comparecido en rueda de prensa junto al presidente del comité organizador del encuentro, José María Furtado.
“Existe una fascinante posibilidad de que el colisionador de Ginebra aporte luz sobre las propiedades del neutrino” y ofrezca más información sobre el origen del universo, ha afirmado Furtado.
Por su parte, Muñoz ha destacado que el 85% de la materia del universo es desconocida, y “si se descubre alguna partícula supersimétrica, alguna partícula nueva, podría ser candidata a la materia oscura del universo”.
Respecto al papel de España, Furtado ha explicado que nuestro país participa en este experimento con la aportación de tecnología y de investigadores, y es la décima potencia en investigación de ciencia básica del mundo.
Los expertos han destacado también los experimentos para la detección de partículas de materia oscura a través de telescopios de neutrinos y laboratorios subterráneos que se realizan en España.
El simposio internacional está organizado por el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, centro mixto de la Universitat de València-Consejo Superior de Investigaciones Científicas).
Además, aunque todavía no se conocen aplicaciones del colisionador para la vida diaria, los expertos han señalado que se están desarrollando y que se conocerán en el futuro, ya que “la investigación básica siempre termina siendo fundamental para la vida”, ha señalado Muñoz.
Ambos expertos se han mostrado “muy orgullosos” de este colisionador que ha hecho que Europa “lidere la investigación de las partículas que forman el universo”.
Por otro lado, Furtado Valle ha explicado que España es la décima potencia del mundo en investigación de ciencia básica y ha incidido en la necesidad de que los ciudadanos conozcan la labor que desarrollan los científicos españoles.
El presidente del congreso ha destacado también que en Valencia hay varios grupos de investigadores que están realizando un gran trabajo y ha explicado que para el futuro tienen previsto construir un instituto físico médico en el que se aplique a la medicina los hallazgos de la ciencia.
Esta reunión científica, organizada por el Instituto de Física Corpuscular, se prolongará hasta el próximo 23 de julio y en ella se debatirán otros de los principales experimentos desarrollados en la cosmología, como el análisis del fondo cósmico de microondas con el satélite Planck y los grandes detectores de materia oscura o neutrinos.
Es la primera vez que el congreso Pascos se organiza en España en sus 16 años de existencia y durante sus cinco días de duración reunirá a 160 expertos en física de partículas y cosmología de 20 países diferentes.
http://valenciaconfidencial.blogspot.com
En marzo, el LHC, situado en el CERN, la instalación de física de partículas de Europa cerca de Ginebra en Suiza, empezó a colisionar protones a energías de 7 billones de electrón-voltios — la mitad del objetivo final pero ya tres veces más que su rival más cercano, el Tevatron en Batavia, Illinois. Esta semana, los físicos de partículas se reúnen en la Conferencia Internacional de Física de Alta Energía (ICHEP) en París para debatir qué esperan encontrar – y cuándo podrían surgir los descubrimientos.
En las primeras posiciones de la lista de peticiones de los físicos sigue el bosón de Higgs, la esquiva partícula que se cree que es parte del mecanismo que da al resto de partículas su masa. Si el modelo estándar de la física de partículas ha predicho correctamente sus características, recopilar los suficientes datos para encontrar el Higgs debería llevar aún un par de años más, dice Albert de Roeck, vice-portavoz del experimento CMS del LHC.
Pero más allá del Higgs, los investigadores esperan ver evidencias de una nueva física. Hasta el momento, los experimentos en aceleradores han confirmador repetidamente las predicciones del modelo estándar, que abarca todas las partículas descubiertas, el Higgs y tres de las fuerzas fundamentales de la naturaleza: electromagnetismo; la fuerza débil que controla la radiactividad; y la fuerza fuente que une los quarks entre sí. “Es molesto dado que desde una perspectiva matemática, sabemos que el modelo estándar debe estar equivocado”, dice Greg Landsberg, físico de partículas de la Universidad de Brown en Providence, Rhode Island. El modelo colapsa en las altas energías (tales como las que se predice que hubo en los inicios del universo), dando un número infinito de respuestas para la fuerza de las interacciones entre partículas, a menos que los físicos amañen los números.
Un añadido al modelo estándar que elimina este ajuste fino es la supersimetría (SUSY), que propone la existencia de unos gemelos más pesados para todas las partículas conocidas. Los gemelos SUSY podrían mostrarse en el LHC en un par de años, dice de Roeck.
El otro gran premio para el LHC sería la evidencia de dimensiones extra. Éstas se proponen desde algunas formas de la Teoría de Cuerdas, la cual describe los bloques básicos del universo como unas hebras que vibran continuamente. Si existen las dimensiones extra, su presencia podría mostrarse como una pérdida de energía en los restos de las colisiones, indicando que algunas partículas creadas en el impacto pueden acceder a estas dimensiones. Los agujeros negros en miniatura que podrían aparecer durante las colisiones podrían también revelar los efectos gravitatorios de estas dimensiones, comenta de Roeck.
El acelerador ya ha alcanzado las altas energías necesarias para que surjan estos exóticos efectos, pero la máquina tiene que aumentar su ritmo de colisión para generar suficientes datos para demostrar que las anomalías son algo más que fluctuaciones estadísticas, dice de Roeck.
Algunos defienden que al centrarse en SUSY y las dimensiones extra, los físicos podrían pasar por alto señales anteriores de una nueva física. Zoltan Ligeti, físico en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California, y sus colegas han calculado que conforme aumente este ritmo, el LHC generará suficientes colisiones para producir una señal clara de una partícula hipotética llamada ‘diquark’ propuesta por algunas formas de la Teoría de Cuerdas. “Incluso con relativamente pocos datos del LHC, podrías demostrar que el modelo estándar es incorrecto, si sabes qué buscar”, dice Ligeti, que tiene una lista de nuevas partículas a buscar que desvelará en el ICHEP.
Landsberg espera vencer al modelo estándar a lo grande. Presenta una ambiciosa nueva teoría en la que el número de dimensiones del universo incrementa conforme aumenta de tamaño. Él y sus colegas proponen que el universo empezó teniendo una dimensión espacial y una temporal. “Piensa en el universo como en una hebra unidimensional que gradualmente se teje a sí misma en un tapiz bidimensional conforme crece, y luego se enrolla sobre sí mismo para crear tres dimensiones”, dice.
Reducir las dimensiones espaciales de los inicios del universo evita los problemas con el modelo estándar, debido a que los infinitos no deseados surgen sólo de las ecuaciones que describen tres dimensiones, dice Landsberg. El equipo ha calculado también que una cuarta dimensión espacial mostraría una energía intrínseca que empuja al universo tridimensional hacia fuera. El efecto encaja aproximadamente con la aceleración de la expansión cósmica, actualmente atribuida a la misteriosa ‘energía oscura’. “La energía oscura es un eco de la cuarta dimensión”, defiende Landsberg.
Dimensiones que se desvanecen
El LHC podría revelar una “espectacular evidencia” de una dimensión espacial desvaneciéndose conforme la máquina se aproxima a las condiciones de alta energía vistas poco después del Big Bang, dice Landsberg. Si sus ideas son correctas, entonces el LHC pronto empezará a acceder a un universo bidimensional. “Los restos de colisiones que se esperaría que se dispersaran en tres dimensiones, quedarían confinadas a un plano bidimensional”, señala.
Las evidencias de dimensiones que se desvanecen pueden haber sido ya observadas en la lluvia de partículas creadas por los rayos cósmicos que entran en nuestra atmósfera. Hace poco llegó hasta De Roeck un grupo de físicos que había encontrado algunos “resultados peculiares” mientras re-analizaban datos de rayos cósmicos recopilados hace 15 años en las montañas de Pamir en Asia central. “En lugar de chorros de partículas dispersándose por todas partes, como se esperaría, los chorros estaban extrañamente alineados de una forma que no se podían explicar mediante los modelos convencionales”, dice de Roeck. La colaboración CMS ya está planeando ver si pueden reproducirse los efectos en el LHC (M. Deile et al. http://arxiv.org/abs/1002.3527v1; 2010).
“El modelo de Landsberg sigue siendo altamente especulativo, pero podría ser que la firma del mismo ya se haya observado”, dice de Roeck. “Es algo que ciertamente queremos intentar confirmar o descartar en el LHC”.
http://noticias.lainformacion.com
Mientras en http://francisthemulenews.wordpress.com publican lo siguiente:
El resultado más interesante sobre el bosón de Higgs que nos contarán en el congreso ICHEP 2010 vendrá de la mano del físico teórico francés Julien Baglio (Univ. Orsay). Mirad esta figura que presenta el límite actual de exclusión para el bosón de Higgs del modelo estándar obtenido combinando los dos experimentos del Tevatrón (CDF y DZero). El bosón de Higgs no tiene una masa entre 162 y 166 GeV/c², porque se excluye un valor de la masa cuando el valor observado (línea negra gruesa) está por debajo del valor teórico según el modelo estándar, normalizado a la unidad (línea negra que pone SM=1). Fijaos en una cosa. Los datos experimentales tienen una banda de error, la verde a 1 sigma y la amarilla a 2 sigma. Sin embargo, el resultado teórico (obtenido por simulaciones de Montecarlo), la línea negra que pone SM=1, no tiene error. Fijaos bien, ¿por qué el resultado teórico no tiene error si se ha obtenido mediante experimentos por ordenador? Los físicos de CDF y DZero no lo han puesto en la figura, quizás para no complicarla. Eso no significa que hayan asumido que el cálculo teórico es muy fiable, según su artículo original suponen que el error teórico es del orden del 10%. Sin embargo, Julien Baglio y Abdelhak Djouadi han estimado las incertidumbres para este resultado teórico y han obtenido la banda de error (aproximada) para el resultado teórico que aparece en el recuadro naranja. Es una banda de error enorme, con errores que alcanzan el 40%. ¿Por qué los errores teóricos son tan altos? Porque los quarks y los gluones de los protones y antiprotones que colisionan en el Tevatrón no pueden ser observados, están confinados y hay que utilizar distribuciones estadísticas para sus propiedades físicas (las llamadas distribuciones de partones). Estas distribuciones se calculan mediante los experimentos de diferentes formas indirectas y se obtienen valores diferentes según el método utilizado. Baglio y Djouadi han calculado la incertidumbre actual en dichas distribuciones y como dicha incertidumbre afecta a las estimaciones teóricas de los canales de desintegración del bosón de Higgs del modelo estándar y su resultado ha sido sorprendente. Los errores son tan altos que es muy difícil afirmar con seguridad que el bosón de Higgs no tiene una masa en el intervalo de 162 a 166 GeV/c². Podría tenerla o no, porque la incertidumbre es muy alta (en especial en la producción del Higgs por fusión de gluones, proceso gg?H, que se ve en la figura de abajo). Para mí este es el resultado más interesante sobre el bosón de Higgs que será contado mañana jueves 22 en el ICHEP 2010. Julien Baglio nos contará en directo en su charla “Higgs production at the Tevatron: theoretical predictions and uncertainties” los resultados de su artículo con A. Djouadi, “Predictions for Higgs production at the Tevatron and the associated uncertainties,” ArXiv, 22 Mar 2010.
Incertidumbre del valor teórico para el canal gg?H en el modelo estándar según CDF+DZero (banda azul) y el nuevo trabajo de Baglio-Djouadi (banda roja).
El resultado más interesante que nos contarán en el congreso ICHEP 2010 sobre el bosón de Higgs será el nuevo límite de exclusión del Tevatrón para su masa que se obtendrá combinando los resultados de los experimentos CDF (unos 5’6/fb de datos, depende del canal) y DZero (unos 6’8/fb). El límite actual de exclusión combinado, como ya hemos dicho, es el intervalo de 162 a 166 GeV/c². Se espera que el nuevo límite sea el intervalo de 159 a 168 GeV/c². Este intervalo es una extrapolación teórica “a ojo” ya que yo no soy adivino y en el Tevatrón lo ocultan a capa y espada. Sabremos cual es el límite obtenido el próximo lunes 26 de julio. No se esperan más sorpresas desde el punto de vista experimental (ni por parte de DZero ni por parte de CDF), salvo cierta evidencia del orden de 2 sigma en canales de desintegración de bosones de Higgs supersimétricos. Estos canales han sido poco estudiados (solo 4’3/fb de datos) por lo que casi seguro que esta evidencia nimia será una fluctuación estadística, pero quien sabe. Los interesados en todos los nuevos resultados de DZero sobre el Higgs los pueden encontrar aquí y la evidencia a 2 sigma de un Higgs supersimétrico la podéis encontrar en “Search for neutral Higgs bosons at high tan beta in the final state tau_mu tau_h b with 4.3 fb-1 of data,” como nos comentó Tommaso Dorigo en su blog, a donde remito a los interesados en más detalles divulgativos.
Las presentaciones de las charlas del ICHEP 2010 (la mayoría en pdf, pero algunas en ppt) las podréis encontrar en la web Indico del CERN. Ahora mismo se encuentran colgadas solamente un 20%, más o menos, dentro de una semana estarán todas. Las he estado ojeando y alguna sobre neutrinos es interesante, pero la mayoría, en mi opinión, tiene poco interés. Lo más interesante de congresos como ICHEP 2010 son las “charlas” a pie de café en los coffee breaks y las charlas plenarias (que serán retransmitidas vía video streaming, espero que mis ocupaciones me dejen ver alguna). La pregunta del millón ahora mismo es la siguiente: ¿se publicará en la charla plenaria sobre los nuevos resultados del LHC una foto de un evento candidato a ser el primer par de quarks top-antitop visto en Europa? Con 150/nb ya tiene que haber sido observado este evento (en ATLAS o en CMS o incluso en ambos) y con la prisa que se están dando en el análisis de los datos es muy razonable que así sea. Pero quien sabe. La estadística tiene estas cosas. Un suceso probable puede darse o no darse. Saldremos de dudas el lunes próximo.
http://francisthemulenews.wordpress.com
http://webcast.in2p3.fr/2010/ichep/
Wednesday, July 21st, 2010,
by admin and is filed under "Alice experiment, Atlas experiment, Atomo, CERN, CMS experiment, Cosmologia, España, Europa, Fermilab, Fisica, Fisica de alta energia, Fisica de particulas, Fisica Nuclear, Fisica Teorica, Fision Nuclear, Ingenieria, Investigacion, LHC, LHCB experiment, Matematicas, Mecanica cuantica, Science, Sincrotrón, Technology, Tecnologia, Tevatron, Universidad |
, CERN, Ciencia, Cosmologia, España, Facultad de Ciencias, Fermilab, Fisica, Fisica de particulas, Fisica Nuclear, Fisica Teorica, ICHEP 2010, Internacional, Investigacion, LHC, Matematicas, Mecanica cuantica, Science, Tevatron, Universidad Autonoma de Madrid, Valencia ".
You can leave a response here,
or send a Trackback
from your own site.
