Archive for Dzero
Supersimetría y LHC
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La ausencia de señales en el CERN está poniéndo una bella teoría en duda – lo que hace que surgan interpretaciones rivales.
En julio, en una conferencia de física de partículas en Grenoble, Francia, el premio Nobel George Smoot parecía estar canalizando el espíritu de Thomas Huxley. El luchador del siglo 19 campeón de la teoría de Darwin de la evolución por selección natural una vez habló de que “la gran tragedia de la ciencia es el asesinato de una bella hipótesis por un hecho feo”. Smoot, un cosmólogo que se dio a conocer en el estudio de la luminiscencia del Big Bang, piensa que esto es sólo el drama jugando en la física de partículas.
La física de partículas tiene una hermosa teoría, conocida como supersimetría. Más de tres décadas se emplearon en su fabricación, su elegante estructura matemática estaba destinada a reemplazar al “modelo estándar”, el eminentemente útil, pero a veces chirriante y en algunas partes estéticamente desagradable constructo teórico que es actualmente nuestra mejor descripción del funcionamiento básico de la materia.
La belleza de la supersimetría está ahora encontrándo algunos hechos desagradables que salen desde el “Gran Colisionador de Hadrones, el gigantesco acelerador de partículas situado en el CERN cerca de Ginebra, Suiza. La supersimetría predice una gran cantidad de nuevas partículas, y la mayoría de los cálculos indican que ya deberían haberse comenzado a producirse algunas de ellas en el LHC . Pero no es así. Esto arroja algunas preguntas importantes. Es la supersimetría en realidad la respuesta correcta? Si no lo es, ¿cuál es?
La supersimetría – SUSY para su legión de fanáticos – ha sido siempre vista como una panacea para los males del modelo estándar.De vuelta a la década de 1960, era una de las teorías que iba a hacer que el modelo estándar enfrentara una vergüenza.Este no podía explicar cómo las partículas elementales, tales como los electrones y los quarks los cuales forman los protones y neutrones, obtenían su masa en lo absoluto.
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ATLAS and CMS experiments present Higgs search status
Si existe el esquivo bosón de Higgs, una partícula que los científicos se afanan en descubrir para completar el Modelo Estándar de Física de Partículas, su rango de masas está entre unos 115 y 130 gigaelectronvoltios (GeV). Esto supone un avance “significativo” en la búsqueda, según los investigadores de los experimentos CMS y ATLAS que hoy han presentado los datos en la sede de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). La comunidad científica confía en que a finales de 2012 quede aclarado si existe o no el bosón de Higgs.
“Las colaboraciones ATLAS y CMS (los dos mayores experimentos del Gran Colisionador de Hadrones o LHC) han conseguido excluir con los datos coleccionados en 2011 masas del Higgs en el modelo estándar por encima de unos 127 GeV, lo cual representa un gran avance en esta búsqueda”, explica a SINC Juan Alcaraz, investigador principal del CIEMAT en el CMS.
Cintíficos de los experimentos ATLAS y CMS han presentado hoy en un seminario en el CERN el estado de su búsqueda del bosón de Higgs que predice el Modelo Estándar de Física de Partículas. Sus resultados se basan en el análisis de una cantidad de datos considerablemente mayor que la de los resultados que se presentaron en las conferencias del pasado verano, cantidad suficiente para hacer progresos significativos en la búsqueda del bosón de Higgs, pero no para hacer una afirmación rotunda sobre la existencia o no de esta elusiva partícula.
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Bosón de Higgs: el cercano episodio final
Se aproxima el momento en el que sabremos algo definitivo sobre el bosón de Higgs. Su existencia o inexistencia se conocerá antes de que finalice el año 2012.
Hawking apostó 100 dólares a que el LHC no encontrará el famoso bosón de Higgs. Y según él esta ausencia significará que la situación es mucho más excitante de lo que se esperaba. Puede que el resultado de esta apuesta ya la sepan, de un modo u otro, algunos físicos del CERN o que, al menos, la sospechen.
Como ya sabemos el bosón de Higgs es la partícula postulada para explicar la ruptura de simetría entre la fuerza electromagnética y la fuerza débil. A cierto nivel de energía esas dos fuerzas son la misma (fuerza electrodébil) y se presentan unificadas en una sola. Pero por debajo de esa energía son diferentes. De hecho los fotones, que son los bosones de la fuerza electromagnética, tienen masa nula, mientras los bosones de la fuerza débil (W y Z) tienen masas elevadas. La simetría se presenta rota.
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El acelerador de partículas Tevatron cierra tras 26 años de funcionamiento
Científicos del Instituto de Física de Cantabria han contribuido a la realización de importantes descubrimientos en este acelerador, desde que en 1995 comenzaron su participación como la primera institución española en el Tevatrón
El Tevatron, que ha sido el acelerador de partículas más potente del mundo hasta que entró en funcionamiento el LHC europeo, cierra hoy, 30 de de septiembre de 2011, de forma definitiva, tras 26 años de operación.
El Tevatron, en un anillo de 6,3 kilómetros de largo, acelera y hace colisionar haces de protones contra haces de antiprotones (El LHC, en comparación, mide casi 27 kilómetros de circunferencia y es mucho más potente). Está ubicado en el Laboratorio Fermilab de Chicago.
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LHCb mide de forma precisa la oscilación materia-antimateria de los mesones B
El experimento LHCb del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) presentó el sábado 27 de agosto en la conferencia Lepton-Photon de Mumbai (India) los resultados más precisos obtenidos hasta la fecha en la producción de las partículas llamadas mesones B, que proporcionan una valiosa herramienta para estudiar el origen de la asimetría materia-antimateria en el Universo. LHCb ha conseguido por primera vez medir la rápida oscilación materia-antimateria del mesón Bs utilizando su desintegración en otras partículas, detectando una falta de simetría en dicha oscilación. Estos resultados se muestran de acuerdo con las predicciones del Modelo Estándar de física de partículas, la teoría que describe el comportamiento de las partículas fundamentales. En LHCb participan científicos de 13 países, entre los que se encuentran investigadores de la Universidad de Santiago de Compostela (USC), la Universidad de Barcelona (UB) y la Universidad Ramon Llull (URL).
“Este resultado muestra que estamos ahora en condiciones de medir los detalles más sutiles de las desintegraciones de los mesones B”, declara el portavoz del experimento LHCb, Pierluigi Campana, “lo cual nos pone en un punto justo donde empezar a encontrar grietas en el Modelo Estándar, y explicar la asimetría materia-antimateria”.
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El LHC excluye la existencia del bosón de Higgs en un amplio rango de masas
Los dos grandes experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), ATLAS y CMS, siguen estrechando el cerco en la búsqueda del bosón de Higgs, la partícula elemental postulada en la década de los sesenta como parte de un mecanismo que otorgaría masa al resto. Según los resultados presentados por ambas colaboraciones en la conferencia Lepton-Photon, que se celebra estos días en Mumbai (India), ATLAS y CMS excluyen la presencia del bosón de Higgs en un rango de masas que va de los 145 a los 466 gigaelectronvoltios (GeV) con un 95% de probabilidades. En ambos experimentos participan investigadores españoles coordinados por el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), proyecto Consolider-Ingenio 2010.
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Los datos del LHC acorralan al Bosón de Higgs
Dos colaboraciones experimentales en el Gran Colisionador de Hadrones, situado en el laboratorio CERN, cerca de Ginebra, Suiza, han anunciado hoy mismo que la región de masas en la que el Bosón de Higgs parece estar escondido se ha estrechado de manera significativa.
Los experimentos ATLAS y CMS excluyen categóricamente el 95% de la certidumbre de existencia del Higgs sobre la mayor parte de la masa comprendida en la región que va desde los 145 a los 466 Gev. Estos nuevos resultados han sido anunciados en la conferencia bienal Lepton-Fotón, que se desarrolla este año en Bombay, India.
“Cada vez que añadimos datos a nuestros análisis, nos acercamos más y más al lugar donde Higgs debe estar escondido”, afirmó Darin Acosta, profesor de la Universidad de Florida y físico coordinador delegado del experimento CMS.
Más de 1.700 científicos, ingenieros y estudiantes graduados de los Estados Unidos colaboran en los experimentos del LHC; la mayoría de ellos lo hacen en el ATLAS y en el CSM, gracias a los fondos de la Oficina Científica del Departamento de Energía y de la Fundación Nacional de Ciencia. El Laboratorio Nacional de Brookhaven les sirve como base para la participación en el experimento Atlas, así como el Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi para la participación en el experimento CSM.
La partícula de Higgs es la única pieza del marco teórico conocido como Modelo Estándar de Partículas y Fuerzas que todavía no ha sido observada. De acuerdo con este modelo el Bosón de Higgs explica por qué algunas partículas tienen masa y otras no.
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The infamous boson: from obscure curiosity to Holy Grail
John Ellis (CERN), “The infamous boson: from obscure curiosity to Holy Grail,” Higgs Hunting 2011, from Thursday 28 July 2011 to Saturday 30 July 2011.
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Un experimento de Tevatron descubre una nueva partícula elemental ‘emparentada’ con el neutrón
Científicos del experimento CDF del acelerador de partículas Tevatron, en el Laboratorio Fermi de los Estados Unidos, anunciaron este miércoles el descubrimiento de una nueva partícula, parecida al neutrón pero más pesada. Esta partícula contiene tres quarks: un quark ‘extraño’, un quark up y un quark b. Aunque su existencia fue predicha por el Modelo Estándar, la teoría que describe las partículas elementales y sus interacciones, su observación directa es importante porque fortalece la comprensión de cómo los quarks, los elementos más básicos que se conocen, forman la materia. Esta partícula es la única que quedaba por descubrir dentro de la materia bariónica formada por un quark b. En CDF participan investigadores del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) y del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT).
Once produced, the neutral Xi-sub-b (
) particle travels about a millimeter before it disintegrates into two particles: the short-lived, positively charged Xi-sub-c (
) and a long-lived, negative pion (?-). The Xi-sub-c then promptly decays into a pair of long-lived pions and a Xi particle (
), which lives long enough to leave a track in the silicon vertex system (SVX) of the CDF detector before it decays a pion and a Lambda (?). The Lambda particle, which has no electric charge, can travel several centimeters before decaying into a proton (p) and a pion (?). Credit: CDF collaboration.
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Explicación de la primera figura de exclusión de masa para el bosón de Higgs con datos de 2011 del LHC en el CERN
Esta figura preliminar presenta la búsqueda del Higgs del modelo estándar en el canal H?ZZ, el más prometedor para un Higgs de gran masa, obtenida en la colaboración CMS del LHC en el CERN tras analizar entre 0,2 y 0,9 /fb de colisiones (según la masa). La figura excluye un Higgs con una masa entre 300 y 400 GeV/c², mostrando que el LHC del CERN permite explorar un rango de masas para el Higgs muy por encima del permitido por el Tevatrón del Fermilab. Más abajo explico esta figura en detalle, ya que dentro de un par de semanas se publicarán los primeros resultados oficiales sobre la búsqueda del bosón de Higgs con datos de colisiones de 2011 en el LHC del CERN que combinarán varios canales de búsqueda, así como los resultados combinados de los dos grandes experimentos del LHC, llamados ATLAS y CMS. Hasta entonces aparecerán en blogs y seminarios varios resultados preliminares, como éste que ha aparecido en un seminario el 8 de julio y del que se ha hecho eco Philip Gibbs en “Higgs Exclusions at 900/pb,” viXra log, 9 July 2011. La figura muestra la gran ventaja del LHC sobre el Tevatrón para grandes valores de la masa, debido a sus colisiones protón-protón a 7 TeV c.m. en lugar de las colisiones protón-antiprotón a casi 2 TeV c.m. El otro gran experimento del LHC, ATLAS, publicará pronto una figura similar para el mismo canal. Se observan varios excesos por encima de 2 sigma alrededor de 114, 125 y 205 GeV/c² (más o menos, pues la escala horizontal logarítmica parece “estirada”), pero seguro que su origen son fluctuaciones estadísticas debido a que el número de colisiones analizado depende de la masa (de ahí que el intervalo de colisiones analizado sea tan amplio como de 0,2 a 0,9 /fb). Si no lo son, los resultados de ATLAS deberían presentar las mismas características. Aún así, algunos impacientes ya han especulado que se observan “señales” de múltiples bosones de Higgs, como los predichos por la supersimetría (ver Lubos Motl, “CMS after 0.9/fb: Higgs preferred at 115, 140, 205 GeV,” TRF, 9 July 2011).
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