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Parada en el LHC, de vacaciones hasta febrero

El director del CERN felicita a los físicos e ingenieros por el éxito de la puesta en marcha de la gran máquina científica

A las 18.10 horas del pasado miércoles ha terminado la fase completa de primeras operaciones del nuevo acelerador de partículas LHC, según ha informado Rolf Heuer, director del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), junto a Ginebra, a todo el personal del mismo. “Las colisiones realizadas a 2,36 TeV (teraelectronvoltios) desde el pasado fin de semana han establecido un nuevo récord mundial y así se cierra la primera etapa de funcionamiento”, afirma. A partir de ahora el LHC estará parado hasta que se reinicie su funcionamiento en febrero del año que viene.

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En estas semanas próximas se realizarán las operaciones técnicas necesarias para aumentar la energía del acelerador y poder comenzar el verdadero programa de investigación científica. Además se repararán pequeños desperfectos detectados en la fase de puesta en marcha que se inició a finales de octubre, entre ellos los que afectan al sistema de refrigeración del detector CMS.

LHC News Nov 20,2009 : The LHC is Back…with Collisions! – Click here for the funniest movie of the week

El LHC arrancó a baja energía (450 gigaelectronvoltios) pero en las siguientes semanas se ha elevado hasta 2,36 TeV y se han producido más de 50.000 colisiones a esta energía. Los cuatro grandes detectores del experimento han empezado a hacer sus registros.

“Para operar el LHC a mayor energía hace falta aumentar la corriente eléctrica en el circuito de imanes, lo que exige instalar nuevos sistemas de protección de la máquina”, explica el director del CERN. “Las pruebas para alcanzar energías más altas se realizarán en enero, así como las adaptaciones de hardware y de software de esos sistemas de protección”.

Heuer concluye su comunicado felicitando a todo el personal del CERN y del programa LHC: “El éxito de la operación en 2009 se debe a la capacidad y la dedicación de cada uno de vosotros”.

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Mientras El Fermilab se acerca al bosón de Higgs

Los científicos del Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi en Illinois, casa del acelerador de partículas Tevatron, dicen que su vieja máquina tiene ahora al menos un 50% de probabilidades de observar el esquivo bosón de Higgs para finales del próximo año.

La estimación se basa en la eficiencia del acelerador al producir colisiones de partículas de alta energía, teniendo lugar ahora al máximo general, y las posibilidades de que la masa del Higgs caiga dentro de un rango detectable en el Fermilab.

Con los problemas de funcionamiento del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN y sus más de seis meses de espera hasta su reinicio, y otro año o más antes de publicar los datos, parece cada vez más probable que el Tevatron tendrá pista libre para ser el primero en observar el Higgs.

¿No es una carrera?

“No estamos en una carrera contra el CERN”, dice el director del Fermilab, Pier Oddone, quien apunta que muchos otros físicos que trabajan en el Tevatron también están muy implicados en el LHC. No obstante, otros científicos del Fermilab dijeron a New Scientist que el sentido de competición es real, y que los investigadores están “trabajando como mulas” analizando los datos de dos experimentos de partículas claves del Tevatron, conocidos como CDF y DZero.

“Indirectamente, les estamos ayudando”, dice el portavoz de DZero Dmitri Denisov de sus homólogos europeos. “Definitivamente sienten el calor y trabajan un poco más duro”.

Experimentos anteriores y modelos teóricos predicen que el bosón de Higgs, del cual se cree ampliamente que es la última partículas por descubrir, en el conocido como Modelo Estándar de la física de partículas tiene una masa que es equivalente a un valor entre 114 y 184 GeV (miles de millones de electrón Voltios). Este rango cae dentro de la sensibilidad del Tevatron, lo cual sugiere que si el Higgs es real, sólo será cuestión de tiempo que aparezca en el Fermilab.

Cada vez más posibilidades

Pero esa ventana en la cual podría existir en Higgs va menguando, de una forma que favorece al Tevatron.

Los datos publicados el verano pasado tanto por CDF como DZero excluían un valor de 170 GeV, donde el bosón de Higgs destacaría particularmente bien contra el ruido de fondo de otras interacciones de partículas. Los datos recopilados desde entonces continúan expandiendo las posibilidades de detección a ambos lados de ese valor.

Eso significa que cuanto más cerca está la masa del Higgs de 170 GeV, mayores son las posibilidades de que se vea en el Fermilab.

Denisov estima que podrían surgir las pruebas para un bosón de Higgs de 150 GeV tan pronto como este verano, mucho antes de que el LHC tenga previsto siquiera su reinicio tras sus daños del año pasado. Alternativamente, si la masa del Higgs es de 120 GeV, sería probable verlo para antes de finales de 2010 según confían los científicos del Tevatron.

Señal clara

Una cosa que ayudará a los físicos es el hecho de que el Tevatron colisiona protones con anti-protones. Las colisiones resultantes crean menos ruido de fondo que las colisiones protón-protón que se espera que se produzcan en el LHC.

“No podríamos estar en una mejor posición”, dices Jacobo Konigsberg, físico en la Universidad de Florida en Gainesville, que es co-portavoz del experimento CDF. “El Tevatron está funcionando maravillosamente y en los dos próximos años podríamos duplicar los datos obtenidos durante los últimos ocho”.

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Mecánica cuántica no lineal hacia una teoría electrodébil sin bosón de Higgs

La teoría electrodébil que unifica la fuerza electromagnética y la fuerza nuclear débil requiere un mecanismo de ruptura espontánea de la simetría: a alta energía la simetría (partículas que se observan y sus propiedades) es diferente que a baja energía (a alta energía hay 4 fotones sin masa, pero a baja energía hay sólo un fotón sin masa y 3 “fotones” con masa, los llamados bosones vectoriales W± y Z). Este mecanismo genera la masa de estos bosones vectoriales. La teoría electrodébil utiliza para ello el mecanismo de Higgs (más correctamente Englert-Brout-Higgs-Guralnik-Hagen-Kibble-Nambu-Anderson). ¿Qué pasa si el bosón de Higgs no es descubierto experimentalmente en el LHC del CERN? Se necesita un mecanismo diferente. Hay muchos propuestas. Zloshchastiev nos propone una nueva: la presencia de un término logarítmico no lineal de origen gravitatorio (cuántico) en la ecuación de onda de las partículas elementales. La ecuación de Schrödinger no lineal con dicho término logarítmico que describe el vacío (la teoría sin partículas) permite interpretar dicho “vacío cuántico” como un estado condensado de Bose-Einstein efectivo (modelado con una teoría de tipo Ginzburg-Landau) que interactúa con todas las partículas elementales del modelo estándar dotándolas de masa. El artículo de Zloshchastiev sólo estudia su nuevo mecanismo en el caso más sencillo, un campo escalar acoplado al fotón, mostrando que el “fotón” adquiere masa sin que aparezca un bosón de Goldstone (el equivalente en este caso al bosón de Higgs). ¿Qué pasa cuando su nuevo mecanismo se aplica a la teoría electrodébil completa? El autor cree, pero no demuestra, que en dicho caso tampoco aparece un bosón de Higgs y quizás también se pueda lograr mantener al fotón sin masa y sólo dotar de ésta a los bosones vectoriales W y Z. Queda trabajo por hacer, pero la idea me parece interesante. Tendrá que seguir siendo explotada y nosotros tendremos que estar al tanto. Para los interesados en los detalles técnicos, basta un conocimiento elemental de teoría cuántica de campos similar al del libro A. Zee, “Quantum Field Theory in a Nutshell,” el artículo técnico es Konstantin G. Zloshchastiev, “Spontaneous symmetry breaking and mass generation as built-in phenomena in logarithmic nonlinear quantum theory,” ArXiv, 21 Dec 2009.

La mecánica cuántica no relativista se basa en la ecuación de Schrödinger, que es una ecuación lineal y cumple el principio de superposición. A alta energía (o distancias muy cortas) se ha conjeturado que podría sufrir correcciones no lineales debidas a efectos del vacío de origen cuánticogravitatorio. Como todavía no concemos la teoría cuántica correcta de la gravedad no se pueden calcular dichos efectos. Sin embargo, las leyes de la mecánica cuántica no permiten cualquier corrección arbitraria de la ecuación de Schrödinger. Se tiene que cumplir una especie de principio de correspondencia entre la mecánica cuántica no lineal a alta energía y la mecánica cuántica lineal a baja energía. Una de las correcciones compatibles con dicho principio es un término no lineal de tipo logarítmico, introducido por Bialynicki-Birula y Mycielski (“Nonlinear wave mechanics,” 1976), aunque también se permiten otros términos, como los introducidos por Doebner y Goldin (ver por ejemplo Waldemar Puszkarz, “Higher Order Modification of the Schroedinger Equation,” ArXiv, 17 May 1999).

A baja energía los estudios experimentales en laboratorio indican que la ecuación de Schrödinger con un término no lineal logarítmico (ecuación de Bialynicki-Birula—Mycielski) no describe correctamente la realidad (la corrección debería ser demasiado pequeña como para ser medible), sin embargo, a alta energía (a la escala de la ruptura de la simetría electrodébil) dicho término puede ser muchísimo más grande y podría ser relevante. Es por ello que el artículo de Zloshchastiev me parece interesante.

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LHC en el CERN Ginebra.
Videos.

Entrevistas a Científicos españoles del CERN sobre el LHC

Redes – No hay uno , sino varios Universos Eduard Punset

Redes hay otras dimensiones

Fisica LHC CERN

Con la apertura del LHC en CERN se realiza este documental a la cosnstrucción científica más grandiosa de la Historia, y canal ianuaStella quiere mostraros esta gran ambición científica, donde quieren demostrar la posible existencia de bosones, antimateria y los primeros inicios del universo. Además del futuro internet ultrarrápido llamado “The Grid”, y es que el internet del TCP/IP que conocemos fue lanzado gracias al CERN. Nos hablará de la naturaleza de la materia oscura que tanto ha incitado para crear la máquina más grande del mundo. El CERN se encuentra en Suiza, cerca de Ginebra, y próximo a la frontera con Francia. Cuenta con una serie de aceleradores de partículas entre los que destaca el, ya desmantelado, LEP (Large Electron-Positron Collider, Gran Colisionador Electrón-Positrón) de 27 km de circunferencia y que constituye la máquina más grande jamás construida. Actualmente en su lugar se está construyendo el LHC (Large Hadron Collider, Gran Colisionador de Hadrones), un acelerador protón-protón que operará a mayor energía y luminosidad (se producirán más colisiones por segundo). Se espera que este incremento en energía y luminosidad permita descubrir el esquivo bosón de Higgs, así como confirmar o desestimar teorías de partículas como las teorías supersimétricas o las teorías de tecnicolor. El éxito del CERN no es sólo su capacidad para producir resultados científicos de gran interés, sino también el desarrollo de nuevas tecnologías tanto informáticas como industriales. Entre los primeros destaca en 1990 la invención del WWW, pero no hay que olvidar el desarrollo y mantenimiento de importantes bibliotecas matemáticas (CERNLIB) usadas durante muchos años en la mayoría de centros científicos, o también sistemas de almacenamiento masivo (el LHC almacenará un volumen de datos del orden de varios Pb cada año).

El enigma de los agujeros negros (Black Hole).

Los agujeros negros han sido durante muchos años uno de los objetos celestes más enigmáticos y desconocidos. De hecho, la confirmación de su existencia por parte de la comunidad astrofísica es relativamente reciente. Pero, ¿qué es realmente un agujero negro? Definido como un objeto astrofísico, posee un campo gravitatorio tan intenso que cualquier partícula que se le aproxime es atrapada sin posibilidad de escape. Incluso la luz, a pesar de su velocidad, no lo lograría. Adéntrense con Odisea en el misterioso y apasionante mundo de los agujeros negros a través de este interesante documental donde analizaremos cuestiones como el origen de su formación, su relevancia en el devenir del Universo o su determinante papel para resolver complejos fenómenos astrofísicos…

Título original: Next Big Bang
Nacionalidad: USA
Género: Ciencia
Dirección: Silent Crow
Duración: 44m
Año: 2008

Atom 1 2 y 3 Horizon Que pasa con la gravedad ? fisica

Relative City

Short documentary produced by the Cabinet Direction of the Astrophysics Institute of the Canary Islands (IAC). Special prize for the most visual and TV oriented work in the Pirelli Relativity Challenge

Short documentary produced by the Astrophysics Institute of the Canary Islands (IAC) about special and general relativity, a theory of physics formulated by Albert Einstein in 1905

Thursday, December 24th, 2009, by admin and is filed under "Astrofisica, Atomo, CERN, Ciencia, Cosmologia, Exploración, Fermilab, Fisica, Fisica Nuclear, Fisica Teorica, Fisica de particulas, Investigacion, LHC, Matematicas, Mecanica cuantica, Science, Sincrotrón, Technology, Tecnologia, Tevatron, Universidad, Universo | , Agujeros negros, Astrofisica, Boson de Higgs, CERN, Ciencia, Cosmologia, Fermilab, Fisica, Fisica de particulas, Fisica Nuclear, Fisica Teorica, Investigacion, LHC, Matematicas, Mecanica cuantica, Science, Stephen Hawking, Technology, Tecnologia, Tevatron, Universo ". You can leave a response here, or send a Trackback from your own site.