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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 (Symbol for Xi-sub-b) particle travels about a millimeter before it disintegrates into two particles: the short-lived, positively charged Xi-sub-c (Symbol 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 (Symbol pi^-), 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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La victoria de la materia sobre la antimateria empieza a entenderse

El acelerador Tevatron abre una vía a la explicación de la primera guerra del cosmos. El LHC podría confirmar el hallazgo este mismo año

 

Durante siglos el ser humano ha dirigido su mirada hacia el cosmos sin más opción que la de especular sobre su origen. El problema radicaba en la imposibilidad de ver realmente qué es lo que sucedía en las entrañas del Universo.

Hoy, los nuevos experimentos disponibles han hecho posible la recreación, a nivel microscópico, de algunos de los procesos que han dado origen a todo lo conocido. Esto permite a los investigadores reconstruir la historia y resolver así algunos de los enigmas de la física. Uno de ellos, relacionado con el enfrentamiento entre la materia y la antimateria, puede estar cerca de ser resuelto, según un estudio publicado en internet por los miembros del experimento Tevatron en EEUU.

Así como los historiadores buscan pruebas para averiguar el origen de los conflictos y entender los detalles que llevaron a uno de los dos bandos a la derrota, los físicos de partículas intentan comprender los procesos que llevaron a la materia al triunfo sobre la antimateria, relegada a un lugar secundario de la historia. Ninguna de las fútiles guerras del hombre ha tenido la repercusión y la importancia de la que libraron partículas y antipartículas hace más de 13.000 millones de años. Una lucha por la supervivencia cuyo resultado determinó la evolución de todo el Universo.

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