Archive for Antimateria
La Física de Partículas europea planea su recorrido para el futuro
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El Consejo de la Organización Europea de Física Nuclear (CERN) anunció tras su reunión del 15 de diciembre la celebración de un Simposio Abierto en Cracovia (Polonia) del 10 al 13 de septiembre de 2012 con el objetivo de actualizar la Estrategia Europea de Física de Partículas. El Consejo adoptó la actual Estrategia para la disciplina en julio de 2006 con el acuerdo de actualizarse en periodos de cinco años.
“La física de partículas es un campo de investigación a largo plazo que requiere una visión a largo plazo”, explicó Tatsuya Nakada, secretario científico de la sesión de Estrategia Europea del Consejo. “Con el LHC funcionando bien y los resultados produciéndose, así como con perspectivas prometedoras de un mejor entendimiento de la física fuera del LHC como las oscilaciones de neutrinos, es el momento de empezar a preparar el papel de Europa en el futuro desarrollo de la física de partículas”.
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Acotación de la masa de WIMPs
Si las WIMPs constituyen la materia oscura entonces tienen que tener una masa superior a los 40 GeV/c2 y por otro lado, se refuta la detección de otras de 100 GeV/c2.
La verdad es que no se tiene ni idea de qué puede ser lo que componga esa materia oscura que constituye la mayoría de la masa del Universo. Una de las hipótesis más favoritas entre la comunidad científica es la que sostiene que la materia oscura está formada por partículas que interactúan débilmente con las demás o WIMP. Digamos que estás partículas casi sólo se verían atraídas por la gravedad y casi sólo producirían atracción gravitatoria, de ahí su efecto sobre el giro de las galaxias y otros fenómenos que parecen indicarnos que tal materia existe.
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Se busca una nueva partícula, el axión, para explicar la materia oscura
Uno de los principales misterios en la Física es el de la llamada ‘materia oscura’. La materia que compone todo lo que vemos es tan solo un 4% del Universo. Un 23% es ‘materia oscura’, un tipo de materia no convencional que es invisible. El resto lo formaría la ‘energía oscura’, aún más desconocida para los científicos. Un experimento del CERN, CAST, trata de detectar una nueva partícula, el axión, que sería una candidata para formar parte de esa materia oscura que se formó justo después del Big Bang sin modificar demasiado el Modelo Estándar de Física de Partículas, la teoría que describe las partículas fundamentales y sus interacciones. Además, el axión ofrecería una explicación a la asimetría materia-antimateria, que hace que todo lo que vemos esté formado de materia y la antimateria parece haber desaparecido. CAST, donde participan investigadores de la Universidad de Zaragoza, publica nuevos resultados en Physical Review Letters.
Los axiones son partículas fundamentales cuya existencia, aunque no demostrada, está fuertemente motivada por aspectos problemáticos de las teorías de partículas actuales. Por un lado está el llamado problema de la simetría CP-fuerte, relacionado con el balance entre materia y antimateria en el Universo. El axión explicaría de manera natural por qué materia y antimateria tienen propiedades tan parecidas, y podría arrojar luz sobre al hecho de por qué el Universo está lleno de materia y no de antimateria. Por otro lado, la tan buscada ‘materia oscura’, ese 23% de Universo que no solo es invisible, sino que además es de un tipo de materia no convencional, podría estar compuesta por axiones producidos en enormes cantidades después del Big Bang.
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La Estrategia Europea de Física de Astropartículas se actualiza en París
Las agencias europeas de financiación de la ciencia han acogido esta semana las prioridades definidas por la comunidad científica para el futuro de la Física de Astropartículas, y aceptaron las recomendaciones incluidas en la actualización de reciente publicación de la Estrategia Europea para la Física de Astropartículas. Esta actualización viene después de la primera Estrategia Europea para la Física de Astropartículas publicada en 2008, cuyo objetivo principal fue definir las infraestructuras de investigación necesarias para el desarrollo del campo, denominadas “Los siete magníficos”.
La Física de Astropartículas investiga sobre cuestiones fundamentales como la naturaleza de la materia y energía oscuras, el estudio del universo de alta energía a través de nuevos mensajeros (rayos gamma de alta energía, neutrinos, rayos cósmicos y ondas gravitacionales), y el comportamiento de las interacciones que ocurren en las energías más altas como revelan la búsqueda de la desintegración del protón y la determinación de las propiedades del neutrino.
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Científicos españoles participan en la construcción de un detector para el nuevo acelerador japonés SuperKEKB
El Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Valencia, es el único centro español que participa en la fabricación de uno de los detectores que se instalarán en SuperKEKB, un acelerador de partículas cuya construcción comenzará de forma oficial mañana viernes 18 de noviembre en Japón. Concretamente, los investigadores del IFIC trabajan en el diseño y fabricación de los detectores de píxeles, una parte del detector esencial para reconstruir con precisión la trayectoria de las partículas generadas en las colisiones. SuperKEKB y su experimento asociado, Belle II, suponen la mejora de experimentos anteriores que pretenden estudiar en detalle la asimetría entre materia y antimateria, explicando así por qué nuestro Universo está compuesto sólo por materia.
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LHCb observa por primera vez indicios de la asimetría materia-antimateria en mesones D0
La colaboración internacional LHCb, donde participan investigadores españoles de las Universidades de Barcelona, Santiago de Compostela y Ramón Llull, presentó esta semana en París resultados que muestran los primeros indicios de asimetría materia-antimateria, lo que los científicos denominan ‘violación de carga-paridad’ o ‘violación CP’, en la producción de partículas llamadas mesones D0 y sus antipartículas. La diferente tasa de desintegración medida entre ambas para una desintegración concreta podría significar la primera divergencia en la descripción de las propiedades de violación de CP en la teoría actual, el denominado Modelo Estándar. Ello daría la primera pista hacia la resolución del enigma materia-antimateria, que consiste en que el modelo estándar no puede explicar por qué el Universo que conocemos está hecho sólo de materia, cuando en el Big Bang se produjeron iguales cantidades de materia y antimateria.
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El CERN comienza el diseño de la actualización del LHC
La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) dio inicio hoy al estudio de Alta Luminosidad del LHC con un workshop que reúne a científicos e ingenieros de 14 instituciones europeas, con el apoyo del Séptimo Programa Marco de la Comisión Europea (FP7), junto con otras instituciones de Japón y los EE.UU. El objetivo es preparar el terreno para una actualización de la luminosidad del LHC prevista para 2020. La luminosidad es una medida de la tasa de colisiones en un acelerador de partículas y por lo tanto da una indicación de su rendimiento.
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Double Chooz presenta sus primeros resultados
La colaboración internacional del experimento Double Chooz, donde participa el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), ha presentado hoy sus primeros resultados en la conferencia LowNu, que se desarrolla en Seúl (Corea del Sur). Los físicos han detectado la desaparición de antineutrinos del electrón, medida que ayudará a determinar el hasta ahora desconocido tercer ángulo de mezcla del neutrino, una propiedad fundamental con importantes consecuencias para la Física de Partículas y Astropartículas. Una medida de este parámetro completaría el conocimiento del fenómeno conocido como “oscilaciones de los neutrinos” y abriría nuevas perspectivas para entender por qué nuestro Universo está hecho de materia y no de antimateria.
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OPERA está repitiendo el experimento de los neutrinos superlumínicos por un nuevo método que podría ser más fiable
El gran problema de la medida de la velocidad de los neutrinos mediante el experimento OPERA es que se utilizaron pulsos de neutrinos muy largos, de unos 10000 ns (nanosegundos), para medir un efecto muy pequeño, de unos 60 ns, con un error menor de 5 ns, por lo que la forma de los pulsos influye mucho en el resultado. Entre el 21 de octubre y el 6 de noviembre de 2011 se está repitiendo el experimento utilizando pulsos muy cortos, entre 1 y 2 ns, y solo se detectarán unos pocos neutrinos (entre 10 y 15), pero se podrá confirmar o refutar si son superlumínicos, ya que la forma de los trenes de neutrinos no influye cuando se utilizan pulsos tan cortos. ¿Por qué no se han utilizado pulsos cortos hasta ahora? Porque el objetivo fundamental de OPERA es estudiar la oscilación de los neutrinos muónicos en neutrinos tau y para dicho estudio no se pueden utilizar pulsos tan cortos. Los resultados del nuevo estudio serán publicados a finales de noviembre. En mi opinión, sabremos muy pronto la solución del problema de los neutrinos superlumínicos de OPERA (el nuevo experimento refutará el resultado anterior). Ya os lo he dicho en varias ocasiones, yo creo que la solución del problema de los neutrinos superlumínicos vendrá desde dentro de la colaboración OPERA, mucho antes de que MINOS (EEUU) o T2K (Japón) puedan repetir el experimento y obtener sus propias conclusiones al respecto. Nos lo ha contado mucha gente, entre ellos Lisa Grossman, “Faster-than-light neutrino result to get extra checks,” NewScientist, 25 October 2011; Matt Strassler, ”A Few Tidbits from Nagoya, including OPERA news,” Of Particular Significance, October 26, 2011; Paul Rincon, “Faster-than-light neutrino experiment to be run again,” BBC News, 28 October 2011; y muchos otros.
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El ciclo de funcionamiento con protones del LHC en 2011 finaliza con éxito
Después de 180 días de funcionamiento y 400 trillones de colisiones entre protones, el ciclo de funcionamiento del LHC en 2011 llegó a su final a las 17:15 horas del 30 de octubre. En su segundo año de funcionamiento, el equipo del LHC ha superado ampliamente sus objetivos de operación, incrementando constantemente la velocidad a la que el LHC ha proporcionado los datos a los experimentos.
Al comienzo del año, el objetivo para el LHC era acumular una cantidad de datos que los físicos denominan un femtobarn inverso en el transcurso de 2011. El primer femtobarn inverso se alcanzó el 17 de junio, dejando a los experimentos del LHC en una buena posición de cara a las grandes conferencias científicas de verano y obligando a revisar a la alza el objetivo de datos a adquirir en 2011 hasta los 5 femtobarns inversos. Ese hito fue logrado el 18 de octubre, con un total para el año de casi seis femtobarns inversos entregados a cada uno de los dos grandes experimentos del LHC, ATLAS y CMS.
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