La media hostia ahora es Scientia Futura

Un español al frente de un experimento del LHC

Publicado por Ismael

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Abraham Gallas ha sido designado en Project Leader del Silicon Tracker de LHCb, uno de los seis subdetectores del LHC dedicado al estudio de los quarks b.

Redacción

El investigador del Grupo de Física de Altas Energías de la Universidad de Santiago de Compostela (USC) AbrahamGallas Torreira ha sido designado responsable del Silicon Tracker, uno de los detectores que componen el experimento LHCb en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor acelerador de partículas del mundo que opera en Ginebra (Suiza), según ha informado en un comunicado el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN).

Este preciso instrumento, cuyo coste supera los cuatro millones de euros y donde participan la Escuela Politécnica Federal de Lausanne junto con las Universidades de Zurich, Heidelberg y Santiago de Compostela, se encarga de buscar nuevas partículas más allá del Modelo Estándar, la teoría que describe las partículas fundamentales y sus interacciones.

Gallas ha sido designado en 2011 Project Leader del Silicon Tracker de LHCb, uno de los seis subdetectores de este experimento del LHC dedicado al estudio de los quarks b. El análisis de las desintegraciones de las partículas formadas por estos quarks pesados y antiquarks ligeros (llamadas mesones B) podría aportar "nuevas pistas sobre por qué el Universo está formado de materia y no de antimateria (tipo de partículas idéntico a las que conforman la materia que vemos salvo por su carga eléctrica opuesta)".

El Silicon Tracker (literalmente "rastreador de silicio") de LHCb es un dispositivo diseñado para detectar los rastros que dejan las partículas cargadas cuando pasan a través de las pequeñas tiras de silicio que lo componen. Este detector es fundamental para reconstruir la desintegración de los mesones B en otras partículas más ligeras, que son las que finalmente dejan sus huellas en el Silicon Tracker. Está dedicado específicamente al estudio de los acoplos de los quarks pesados de la segunda y tercera generación y a la búsqueda de nueva física más allá del Modelo Estándar.

"Se trata de un detector clave para el experimento", ha asegurado Abraham Gallas. El Silicon Tracker de LHCb es un proyecto de unos cinco millones de francos suizos (algo más de 4 millones de euros) compuesta por dos partes diferenciadas que en conjunto suman 12 metros cuadrados de detectores de silicio y 300.000 canales electrónicos de lectura.

Es una colaboración entre la Universidad de Zurich, la Escuela Politécnica Federal de Lausanne, la Universidad de Santiago Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN) de Compostela y la Universidad de Heidelberg donde participa una treintena de científicos e ingenieros.

El investigador español coordina las operaciones de este detector, que se realizan entre distintos grupos de trabajo. "Ello implica interaccionar fuertemente con el resto del equipo de gestión para asegurar que atendemos a los objetivos impuestos por nuestro programa de investigación en LHCb", explica Gallas.

Además, el Silicon Tracker se encuentra en una región de LHCb fuertemente irradiada por las colisiones de partículas que se producen en el LHC, "lo que nos obliga a un seguimiento continuo del detector" para minimizar los daños.

Como responsable actual del Silicon Tracker, el investigador español forma parte del comité técnico donde se toman las decisiones clave sobre la funcionamiento global del experimento LHCb, una colaboración internacional donde participan 650 científicos de 48 institutos de investigación y 13 países, así como sobre sus futuras mejoras.

"En estos momentos existe un nuevo proyecto para la mejora del experimento LHCb", revela Gallas. "Se trata de aumentar la luminosidad en un factor 5 y la velocidad de lectura del experimento en un factor 40 consiguiendo leer todo el detector LHCb a la misma frecuencia de entrecruzamiento de haces en el acelerador LHC (40 MHz). Esto, unido a la implementación de un nuevo sistema de selección de datos, aumentará de manera notable el alcance del experimento", avanza el investigador. Como consecuencia de esta mejora, el Silicon Tracker tiene que ser diseñado y construido de nuevo, proceso que coordina Gallas.

Foto de Julian Herzog en Wikimedia Commons. Visto en Europa Press.

El LHC será la primera máquina del tiempo

Publicado por Ismael

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El singlete de Higgs, la particula teórica que nos permitiría viajar en el tiempo, podría aparecer si tienen éxito las colisiones en busca del famoso bosón de Higgs.

Redaccion

Si la última teoría de Tom Weiler y Chui Ho Man es acertada, el Gran Colisionador de Hadrones —LHC, el mayor acelerador de partículas del mundo, que inició su operación regular del año pasado— podría ser la primera máquina capaz de producir la materia precisa para viajar en el tiempo.

«Nuestra teoría es una posibilidad muy remota», admitió Weiler, que es profesor de Física en la Universidad de Vanderbilt, «pero no viola las leyes de la física o las limitaciones experimentales».

Uno de los objetivos principales del colisionador es encontrar el esquivo bosón de Higgs: las partículas que los físicos invocan para explicar por qué las partículas como los protones, neutrones y electrones tienen masa. Si el colisionador tiene éxito en la producción del bosón de Higgs, algunos científicos predicen que se creará una segunda partícula, llamado el singlete de Higgs, al mismo tiempo.

Según la teoría de Weiler y Ho, estos singletes deben tener la capacidad de saltar a una quinta dimensión extra, en la que se puede mover hacia delante o hacia atrás en el tiempo y volver a aparecer en el futuro o pasado, informa la Universidad de Vanderbilt.

«Uno de los atractivos de este enfoque para viajar en el tiempo es que evita todas las grandes paradojas», dijo Weiler. «Debido a que el tiempo del viaje se limita a estas partículas especiales, no es posible que un hombre viaje en el tiempo para asesinar a sus padres antes de que nazca, por ejemplo. Sin embargo, si los científicos pudieran controlar la producción de singletes de Higgs, podrían ser capaces de enviar mensajes al pasado o al futuro».

La prueba de la teoría de los investigadores se producirá si los físicos que manejan el seguimiento del Colisionador comienzan a ver partículas de singletes de Higgs y aparecen productos de desintegración espontánea. Si lo hacen, Weiler y Ho creen que habrán sido producidos por las partículas que viajan en el tiempo para comparecer ante las colisiones que los produjo.

La teoría de Weiler y Ho se basa en la teoría M, una «teoría del todo». Un pequeño grupo de físicos teóricos ha desarrollado la teoría-M hasta el punto de que puede adaptarse a las propiedades de todas las partículas subatómicas y las fuerzas conocidas, entre ellas el peso, pero requiere de diez u once dimensiones en lugar de nuestras cuatro. Esto ha llevado a sugerir que nuestro universo puede ser como una membrana de cuatro dimensiones flotando en un espacio multi-dimensional.

De acuerdo con este punto de vista, los elementos básicos de nuestro universo están permanentemente adheridos a la membrana y por lo tanto no puede viajar en otras dimensiones. Hay algunas excepciones, sin embargo. Algunos argumentan que la gravedad, por ejemplo, es más débil que otras fuerzas fundamentales, ya que se difunde en otras dimensiones. Otra excepción posible es la propuesta del singlete de Higgs, que responde a la gravedad, pero no a cualquiera de las fuerzas básicas.

Foto de Julian Herzog. Visto en Europa Press.

No hay agujeros negros en el LHC, pero sí tiempo extra

Publicado por Ismael

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La posibilidad sugerida por algunos científicos, de que pudieran aparecer agujeros negros durante las pruebas en el LHC que acabarían consumiendo nuestro planeta, finalmente no se ha manifestado. Podemos seguir buscando la partícula de Higgs de forma segura.


Geoff Brumfiel

La actualización en la puja por capturar la partícula de Higgs, probablemente se retrase.

El final del mundo no está tan cerca después de todo. A pesar de las predicciones de algunos teóricos, los agujeros negros microscópicos no han aparecido hasta el momento dentro del Gran Colisionador de Hadrones —LHC—, según han revelado los científicos.

El resultado, que se publicará esta semana en arXiv.org, llega cuando los investigadores hacen planes para mantener en funcionamiento el LHC hasta finales de 2012, en lugar de 2011 como se había programado anteriormente. El colisionador, de 27 kilómetros en el laboratorio de física de partículas del CERN cerca de Ginebra en Suiza, ha sufrido retrasos y una atroz avería antes de, por fin, empezar su vida a finales de 2009, y los físicos dicen que ahora está rindiendo por encima de las expectativas.

Las predicciones de que se formarían mini-agujeros negros en las energías de colisión de unos pocos teraelectrónvolts —TeV— estaban basadas en teorías que consideran los efectos gravitatorios de las dimensiones extra del espacio. Aunque se esperaba que los agujeros negros se evaporasen rápidamente, algunos sugerían que podían durar lo suficiente para consumir el planeta. Pero los científicos del detector Compact Muon Solenoid —CMS— ahora dicen que no han encontrado signos de mini agujeros negros en las energías de 3,5–4,5 TeV. El físico Guido Tonelli, portavoz del detector, dice que para el final de la próxima ejecución, el LHC debería ser capaz de excluir la creación de agujeros negros casi por completo.

El hallazgo es uno entre un flujo de artículos recientes procedentes del LHC, que han sido posibles gracias al inesperado alto rendimiento de la máquina. «Quedamos muy sorprendidos por lo bien que se comportaba la máquina cuando empezamos a llevarla a sus límites», dice Steve Myers, físico del CERN que supervisó las operaciones del LHC durante este año. Como consecuencia, los físicos son cada vez más optimistas sobre que sean capaces de detectar el esquivo bosón de Higgs antes de lo esperado. La partícula, la presa más conocida del LHC, y su campo asociado, se cree que proporcionan masa al resto de partículas.

Inicialmente, los físicos no estaban seguros de que el LHC pudiese crear y detectar el Higgs en las actuales energías de la máquina, y los directores del CERN habían planeado un paréntesis de 15 meses desde el inicio de 2012 para una actualización que permitiría llegar a energías mayores. Pero hay un creciente consenso sobre que, incluso sin la actualización, el LHC será capaz de explorar la mayor parte del rango de energía en el que podría encontrarse una partículas estándar del Higgs. Sergio Bertolucci, director del CERN para investigación y cálculo, añade que hay razones políticas para alargar la ejecución. El segundo acelerador más potente del mundo, el Tevatron del Fermilab en Batavia, Illinois, está pisando los talones del LHC conforme recopila un creciente cuerpo de datos en su propia búsqueda del Higgs. Además, el éxito potencial del LHC es probable que influya en los planes europeos de física de alta energía, así como en un plan global para colisionadores lineales de próxima generación. Ambos se enfrentan a grandes decisiones presupuestarias en los próximos años.

El plan para extender la ejecución del plan del LHC se debatirá en una reunión de directores del LHC en Chamonix, Francia, a finales de enero, y se espera una decisión final poco después.

Visto en Nature vía Ciencia Kanija.

Picoletos en el LHC

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Viñeta de Alejandro Tropea para La risa de la ciencia.

Así se ve el origen del Universo

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Cony Sturm

Lo que se ve en la foto es una versión miniatura de lo que ocurrió una millonésima de segundo después del Big Bang —o al menos eso es lo que los científicos creen. La imagen fue capturada en el Gran Colisionador de Hadrones LHC, que creó exitosamente un «mini Big Bang» al hacer chocar iones de plomo en lugar de protones.


Hasta ahora, el LHC había hecho chocar protones tratando de buscar los orígenes del Universo, y esta es la primera vez que se hace colisionar iones. Las colisiones de protones podrían ayudar a encontrar el supuesto bosón de Higgs y señales respecto de posibles leyes de la física que no sean conocidas aún.

Las colisiones de iones, en cambio, permitirían conocer más del plasma del que se formó el Universo hace 13.700 millones de años.

El experimento causó temperaturas un millón de veces más intensas que las que hay en el centro del sol —sin destruir el planeta.

«Estamos emocionados con el logro. Este proceso se llevó a cabo en un ambiente seguro y ccontrolado, generando bolas de fuego subatómicas increíblemente calientes y densas con temperaturas sobre los 10 billones de grados», explicó el investigador David Evans.

«A esta temperatura, los protones y neutrones, que forman el núcleo de los átomos, se derriten formando una densa sopa de plasma de quark-gluones», agregó.

Se cree que este plasma es lo que existió luego del Big Bang.

Al estudiar el plasma, los físicos esperan aprender más sobre la llamada «Fuerza fuerte», es decir, eso que mantiene unido al núcleo de un átomo y que es responsable del 98% de la masa del mismo.

Visto en FayerWayer.

El bosón de Higgs está en el tejado de Obama

Publicado por Ismael

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La contienda científica más apasionante de la historia de la humanidad, la búsqueda del bosón de Higgs en los aceleradores de partículas LHC europeo y Tevatron americano, puede terminar sin desenlace por culpa de la crisis económica.

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La competición entre el LHC del CERN, el acelerador de partículas europeo situado en las cercanías de Ginebra, en la frontera franco suiza, y el Tevatron del Fermilab situado en Batavia, estado de Illinois en los EEUU, por saber en qué continente se detectará por primera vez la «partícula de Dios», el famosísimo bosón de Higgs, es con absolutamente ningún género de dudas la contienda científica más apasionante en la historia de la humanidad. Donde debería tratarse de una lucha de neuronas entre los más capacitados científicos a ambos lados del atlántico, se tropieza ahora con un triste e inesperado inconveniente. No hay pelas.



El cierre del Tevatron estaba previsto para septiembre de 2011. Casi de forma desesperada ha sido organizado el conocido como P5 —Particle Physics Project Priorization Panel— a modo de grupo de presión que intenta influir en el departamento de energía norteamericano para mantener el proyecto abierto hasta 2014. La idea es aprovechar el parón previsto en el LHC durante 15 meses a partir de 2012 para reparaciones y mejoras para ser los primeros en encontrar el bosón de Higgs. «El más excitante asunto en la historia de la física» según Charles Baltay, consejero del P5 y físico en la Universidad de Yale. «Tenemos que aprovechar esta oportunidad».

Pero estamos en crisis. Todos. Para mantener vivo el Tevatron hay que aportar 35 millones de dólares más al presupuesto actual de 810 millones de dólares para proyectos de alta energía. Es la diferencia entre los 50 millones al año que cuesta mantener en marcha el colisionador y los 15 millones al año que el director del Fermilab Pier Oddone calcula que puede trajinar retirándolos de los 410 millones de dólares al año presupuestados para otros experimentos. El P5 no ha encontrado ningún otro posible recorte en el presupuesto del Departamento de Energía americano que pueda dedicarse al Fermilab en general y al Tevatron en particular, cuenta Adrian Cho para ScienceInsider.

De hecho, cuando le preguntan a Baltay si la idea es que el Tevatron deje de funcionar si no se encuentran nuevos fondos, la respuesta es «sí, esa es la intención».

A otros físicos, en cambio, les preocupa que si la orden del DOE —Departamento de Energía— es mantener el Tevatron más allá de 2011 sin facilitar los fondos extra para financiarlo, otros programas experimentales puedan verse afectados o incluso eliminados. Es lo que dice Daniel Akerib, físico de la Universidad de Cleveland, Ohio, el único miembro del High Energy Physics Advisory Panel que ha votado en contra de la petición del P5.

Melvyn Shochet, consejero del HEPAP, reconoce el riesgo y afirma que es el motivo por el que el P5 insiste en que es necesario más dinero. «No queremos investigar sin fondos» dice. «Queremos fondos, o dejamos de investigar».

Así que, ahora que han hablado el P5 y el HEPAP, el siguiente paso es ver qué dice la Casa Blanca en sus próximos presupuestos, en particular los dedicados al Departamento de Energía. El bosón de Higgs está en el tejado de Obama.

Foto de Barack Obama por jurvestson.

El LHC para lerdos

Publicado por Ismael

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¿Qué es una colisión de protones? Al aún no iniciado, o incluso ya a muchos estudiantes de carreras técnicas, sesudas explicaciones con terminología de la física cuántica les resultarían abrumadoras. Para todos ellos, esta sencilla explicación a la manera de GIF animado.