1.-La nueva presentación del
Diseño Técnico del Acelerador de Partículas
El Colisionador Lineal Internacional (ILC)
tendrá 31 kilómetros de longitud y aún no se define el lugar de su
construcción.
Más de 1.000 científicos e ingenieros de 24 países del mundo presentaron
el nuevo diseño técnico del Colisionador Lineal Internacional (ILC), un
nuevo acelerador de partículas de 31 kilómetros de longitud que podría
arrojar luz sobre el Bosón de Higgs o más conocida como la materia
oscura.
La publicación del informe con el diseño supone un importante logro.
Gracias al trabajo duro tenemos una máquina que podemos construir. El ILC
está listo para comenzar", dijo en una nota de prensa el presidente
del comité directivo del ILC, Jonathan Bagger.
El ILC, consistente en dos aceleradores de partículas lineales que
acelerarán y colisionarán electrones y positrones, permitirá complementar y
profundizar los resultados de las investigaciones efectuadas en el Gran
Colisionador de Hadrones (LHC) del Laboratorio Europeo de Física de
Partículas (CERN) en Ginebra.
La nueva máquina dispondrá de cavidades superconductoras aceleradoras
que operarán a temperaturas cercanas al cero absoluto, dando a las
partículas energía de forma continua hasta que colisionen en los detectores en
el centro del acelerador de 31 kilómetros.
Durante su funcionamiento, paquetes de electrones y sus antipartículas
(positrones) colisionarán aproximadamente 7.000 veces por segundo a una
energía total de 500 GeV (gigaelectronvoltios), creando una serie de nuevas
partículas que serán reconstruidas y registradas en los detectores del
ILC.
Cada paquete contendrá 20.000 millones de electrones o positrones concentrados
en un área mucho más pequeña que un cabello humano, lo cual implicará una
tasa muy alta de colisiones.
BOSON DE HIGGS
El ILC permitirá ofrecer una gran cantidad de datos a los científicos
para medir con precisión propiedades de las partículas como el Bosón de Higgs,
descubierto en el LHC del CERN o aportar más información sobre nuevas áreas de
la física, como la materia oscura.
El descubrimiento de un Bosón de Higgs en el LHC convierte los motivos
para el ILC incluso en más apremiantes. El ILC puede estudiar sus propiedades
en detalle, será una gran máquina complementaria al LHC", dijo Sakue
Yamada, director de Investigación del ILC.
El diseño ya está listo, pero los próximos pasos aún están por dar:
proponer el ILC a los gobiernos colaboradores, realizar un presupuesto creíble,
decidir que efectivamente se construirá y dónde se encontrará.
"Hay fuertes indicios de
que Japón apostará por albergar el proyecto"
2.-Seis mil
billones de choques de protones permitieron "casi" encontrar a Boson
de Higgs
El Gran
Acelerador de Hadrones (LHC) del CERN del Laboratorio Europeo de Física de
Partículas, concluyó el 17 Diciembre 2012 la primera ronda de colisiones de
protones, un proceso que ha durado tres años, en los que se han producido seis
mil billones de choques, que permitieron la observación de una partícula muy parecida al buscado "Bosón de Higgs", clave para explicar el Universo.
Durante
estos tres años y estos miles de billones de colisiones, dos detectores de los
cuatro que controlan lo que sucede en el interior del LHC -un anillo de 27
kilómetros de circunferencia, localizado a entre 50 y 150 metros bajo tierra-
han detectado 5.000 colisiones "de interés".
De éstas,
sólo 400 choques produjeron resultados compatibles con partículas similares al
"Bosón de Higgs", cuyo descubrimiento fue anunciado el pasado julio
2012.
El trabajo
del LHC ha superado todas las expectativas en los últimos tres años. El
acelerador produjo 6.000 billones (de colisiones) y la luminosidad ha seguido
creciendo. Es un logro fantástico.
Los choques
se iniciaron a bajas energías y fueron aumentando paulatinamente, hasta que hoy
los dos haces circulaban a una energía de 4 TeV (teraelectronvoltios), por lo
que los choques se produjeron a una energía de 8 TeV.
Pero no sólo
se ha mejorado en el aumento de la energía, sino que los científicos del CERN
han logrado aumentar el número de protones en cada haz.
Los haces
están compuestos por grupos de protones, y se ha logrado reducir a la mitad el
espacio entre estos, por lo que se ha duplicado el número de grupos y, por
consiguiente, también se ha multiplicado la cifra de protones en el interior
del haz.
Este nuevo
logro augura buenos resultados para la próxima ronda en 2015. Haces a alta intensidad
son esenciales para el éxito del LHC. Haces más intensos significan más
colisiones y más posibilidades de ver fenómenos raros.
El
acelerador no producirá más choques de protones hasta el 2015.
De todas
formas, el LHC se paralizó totalmente a finales del mes de enero del 2013,
porque durante tres semanas del primer mes del año se colisionarán protones con
iones de plomo, un experimento que permite profundizar en el estudio de lo que
pasó instantes posteriores al Big Bang.
Estos
choques permitirán seguir estudiando la estructura de la materia en condiciones
de alta energía, algo esencial si se quiere averiguar el origen del universo.
En
septiembre 2012, se colisionaron por primera vez en el LHC los protones con
estos núcleos pesados y, a pesar de la complejidad técnica, el experimento se
realizó con éxito.
Tras estos
choques de protones e iones, el gran acelerador se paralizará totalmente hasta
finales del 2014, un periodo durante el cual se harán las modificaciones
necesarias para que puedan realizarse colisiones de protones a una energía de
13 TeV (6,5 TeV por haz).
Se espera
que una vez se produzcan colisiones a altas energías se puedan observar otro
tipo de fenómenos que confirmen definitivamente la existencia del "Bosón
de Higgs", conocido como la "partícula de Dios", la pieza que
falta para explicar por qué las partículas adquieren masa, que es la base del
actual modelo estándar de física.
3.-La batalla de egos tras el Bosón de Higgs
Uno de los
científicos que ayudó a desarrollar la teoría del Bosón de Higgs dice que la
partícula debería ser renombrada.
El profesor
Carl Hagen cree que el nombre debería reconocer el trabajo de otros, no sólo el
del físico británico Peter Higgs.
El debate,
que ya tiene historia, se acaba de reavivar con la especulación de que el
premio Nobel de física de este año podría reconocer la contribución de la
teoría de Higgs.
En junio del
año pasado se anunció en el Gran Colisionador de Hadrones la detección de una
partícula que se cree puede ser la de Higgs.
"Siempre
he pensado que el nombre es inapropiado", le dijo a la BBC el estadounidense
Hagen.
"Distinguir
a un individuo marginaliza la contribución de otros involucrados en el trabajo.
Aunque yo no empecé esta campaña para cambiarle el nombre, estoy de acuerdo con
ella".
El profesor
Higgs desarrolló una teoría sobre cómo algunas partículas subatómicas llegaron
a tener sustancia, es decir masa, y publicó su trabajo en 1964.
Higgs y
otros
Sin embargo,
otros investigadores llegaron a conclusiones similares de manera independiente
y, con el Profesor Higgs, hace tiempo que abogan para que se cambie el nombre
de la partícula.
Se han
destacado las contribuciones clave de Francois Englert, Peter Higgs, Gerald
Guralnik, Tom Kibble, Robert Brout y Carl Hagen.
Cinco de
ellos hablaron durante la conferencia de prensa del año pasado en la que se
anunció el descubrimiento de la partícula que se cree es la de Higgs, pero de
todos los investigadores presentes sólo el profesor Higgs recibió un gran
aplauso.
"A
Peter Higgs lo trataron como una especie de estrella de rock, pero la audiencia
apenas nos prestó atención al resto. Estaba claro que Higgs era el nombre
dominante por el hecho de que su nombre se ha asociado al bosón", dijo
Hagen.
Una portavoz
del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés),
que opera el Gran Colisionador de Hadrones, le dijo a la BBC que no le
corresponde al laboratorio determinar el nombre de una partícula que se acaba
de descubrir.
"En
general las partículas han sido nombradas por los teóricas que las predicen,
como por ejemplo la "quark", o por los experimentalistas que
descubren partículas que no habían sido predichas como el neutrón".
"En
cualquier caso, el nombre eventualmente se hace de uso común y es aceptado por
la comunidad de físicos de partículas y hoy en día por el Grupo de Datos de
Partículas, que se refiere al Bosón de Higgs".
En marzo,
durante una conferencia sobre física para debatir el descubrimiento del Bosón
de Higgs se animó a los investigadores a referirse a la partícula como el
"Bosón escalar SM".
En aquel
momento se creyó que ello se debió a que los físicos querían estar
absolutamente seguros de que la partícula descrubierta es la de Higgs, antes de
nombrarla como tal.
Aunque hay
seis teóricos vinculados al desarrollo de la teoría de Higgs, muchos científicos
creen que nombrar la partícula haciendo referencia a todos estos individuos
sería poco práctico. Hasta los acrónimos creados con los nombres de los seis
suenan poco elegantes. Un ejemplo sería "BEHGHK", que se pronunciaría
"berk".
El profesor
Hagen, asociado de la Universidad de Rochester, en Nueva York, sugiere que se
le llame Standard Model Scalar Meson (Mesón escalar del modelo estándar) o SM
Squared.
La presión
Nobel
Un máximo de
tres individuos pueden ser nombrados como ganadores de un premio Nobel.
Los
ganadores también tienen que estar vivos. Los cinco científicos que
desarrollaron la teoría de Higgs y todavía podrían ser candidatos son
septuagenarios y octogenarios. El profesor Brout murió en 2011.
Así que el
comité que determina el premio Nobel de física está bajo una presión
considerable para otorgarle el premio a los teóricos del bosón de Higgs antes
de que los potenciales ganadores mueran.
¿Pero a
cuáles tres? El profesor Hagen cree que se debería reconocer el mérito de los
seis que desarrollaron la teoría así como el del gran equipo de científicos e
ingenieros que trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones.
"Es
desafortunado que las leyes del comité del Nobel no lo permitan. Espero que
encuentren alguna manera de hacerlo. Si no tendremos que vivir con la decisión
que tomen".
Pero el
profesor Jordan Nash, del Imperial College London, uno de los físicos que ayudó
a detectar y caracterizar la partícula en el colisionador el año pasado, dijo
que renombrar la partícula a estas alturas sería poco práctico.
"Creo
que es saludable que la comunidad científica esté observando atentamente el
trabajo realmente innovador que ha hecho este grupo de científicos,
especialmente ahora que sabemos que sus esfuerzos hace 50 años llevaron a
predecir algo que ahora podemos ver de manera experimental".
"Claro
que el nombre de "partícula de Higgs" ha sido de uso científico común
durante décadas".
"A las
partículas se les dan nombres y eventualmente esos nombres se pegan. Esto no
debería considerarse un desaire hacia los otros que también contribuyeron al
desarrollo de esta teoría".
4.-CERN: Premio reconoce la colaboración entre teoría y práctica en la
ciencia
La
colaboración entre la física teórica y la física práctica es la que hace
avanzar el conocimiento científico, algo que ha reconocido el jurado del Premio
Príncipe de Asturias al conceder el galardón de Investigación Científica y
Técnica a quien predijo y a quien "casi" ha descubierto el "Bosón
de Higgs".
Esta es la
interpretación que ha hecho el director general del Centro Europeo de Física de
Partículas (CERN), Peter Heuer, al conocer que el organismo que dirige comparte
el premio con el físico británico Peter Higgs y el belga François Englert, que
formularon la existencia del "Bosón de Higgs", que el CERN parece
haber descubierto.
En nombre
del CERN y los miles de físicos de partículas involucrados en las actividades
de laboratorio se aceptó este prestigioso premio, que reconoce que la ciencia
se crea a través de la colaboración entre la teoría y la práctica experimental.
En este
caso, teníamos una teoría, y los físicos experimentales han tratado de
demostrarla. En otros casos es al contrario, y de hecho ha pasado cuando empezó
a obtenerse sucesos de Higgs, había más de los que la teoría predecía, y de
hecho no hay explicación todavía para ellos.
Tanto los
científicos experimentales como los teóricos han intentado comprender las
reglas de la naturaleza y los dos puntos
de vista son necesarios y complementarios.
Hasta el
descubrimiento de la supuesta partícula de Higgs, la ciencia tenía un modelo
teórico, el Modelo Estándar, que describía una serie de fenómenos que se han
ido demostrando experimentalmente poco a poco desde que fue propuesto.
El último
elemento que faltaba, fundamental para explicar por qué las otras partículas
tienen masa, fue propuesto en 1964 por Higgs, Englert y otros, y aunque la
teoría consigue predecir casi todas sus propiedades, no consiguió predecir la
masa.
Desde
entonces se estaba buscando esa partícula, y para ello, el CERN construyó el Acelerador
más Energético del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), y dos
detectores gigantescos, el ATLAS y el CMS.
El esfuerzo
juntó a físicos e ingenieros de todo el mundo, miles de personas, que
trabajaron durante veinte años para preparar el experimento.
En julio de
2012, el CERN anunció al mundo que había encontrado una partícula que "se
parecía mucho" a la que predijo Higgs.
El pasado
marzo 2013, el CERN reveló que el análisis de los trazos de la nueva partícula
elemental "indicaba fuertemente" que pudiera tratarse del buscado
"bosón de Higgs".Transformándose en el hecho científico más
importante de los últimos treinta años.
La primera
vez que se publicó sobre el tema fue en 1978, desde entonces han colaborado en
su búsqueda y es extraordinario poder comprobar que está exactamente donde
Higgs predijo que estaría.
No obstante no
se ha confirmado oficialmente que esta partícula sea el "bosón", dado
que aún quedan verificaciones por realizar.
Ahora
tenemos que clarificar si existe sólo uno o más de uno (existen modelos
ligeramente más complejos en los que habría cinco bosones) y medir sus
propiedades con mucha precisión, para estar seguros de la identidad de esta
partícula.
El esfuerzo
no está completo, aún quedan años de trabajo, pero este primer paso, el
descubrimiento, marca el fin de una era y el comienzo de otra.
Dicho esto,
la científica española explicó que no le sorprende que se haya concedido el
premio "precisamente a dos de las personas que lo propusieron y al CERN
por encontrarlo".
Para os
físicos que participaron en el esfuerzo, significa también el reconocimiento de
su trabajo colectivo.
Saber que se
ha encontrado una partícula muy similar al Higgs se ha vivido entre los
científicos con mucha emoción, con mucha alegría, como el reconocimiento a toda
la dedicación, a todas las horas sin sueño para que los experimentos
funcionasen.La gran importancia de la partícula de Higgs es que a ella se
atribuye la propiedad de atraer y mantener juntas al resto de partículas
elementales que constituyen la materia visible del Universo.
Si se
confirmase su existencia, se podría, por fin, confirmar la teoría sobre la que
reposa la física tal y como la entendemos o tal vez podríamos abrir otros
caminos, y, por tanto otros retos, como sugiere el físico ruso Andrey Loginov,
que también trabaja en el Atlas.
Hemos descubierto una casa en el bosque, pero no sabemos lo que hay
dentro y cómo funciona. Parece que hemos encontrado la partícula, pero no
conocemos sus propiedades, puede ser que éstas sean distintas a las predichas,
y entonces se nos abrirían nuevas incógnitas científicas.
5.-Nuevas pistas sobre la materia oscura
Un
experimento de US$2.000 millones en la estación espacial emitió observaciones
que podrían ser las primeras señales de la materia oscura, un misterioso
componente del universo.
El
Espectrómetro Magnético Alfa (AMS por sus siglas en inglés) que examina el
cielo en busca de partículas de alta energía, o rayos cósmicos ha mandado
evidencia de lo que puede ser materia oscura chocando consigo misma en lo que
se conoce como "aniquilación".
Sin embargo,
los científicos subrayan que todavía están muy lejos de obtener una descripción
precisa de este misterioso componente cósmico.
"Podría
tomar unos cuantos años más", le dijo a la BBC el portavoz adjunto AMS
Roberto Battiston, profesor de física en la Universidad de Perugia (Italia).
La materia
oscura representa la mayor parte de la masa en el Universo. No se puede ver
directamente con los telescopios, pero los astrónomos saben que está ahí por
los efectos gravitacionales que tiene sobre la materia que sí podemos ver.
Las
galaxias, por ejemplo, no podrían girar de la forma en que lo hacen y mantener
su forma sin la presencia de la materia oscura.
LA BÚSQUEDA
El AMS - una
máquina de partículas físicas llamada el "Space LHC", en referencia
al Gran Colisionador de Hadrones en la Tierra - ha estado buscando algunas
medidas indirectas de las propiedades de la materia oscura.
El aparato
cuenta el número de electrones y sus homólogos de antimateria -conocidos como
positrones- que caen sobre un conjunto de detectores.
La teoría
sugiere que una lluvia de estas partículas se produce cuando las partículas de
la materia oscura colisionan en algún lugar en el espacio y se destruyen
mutuamente.
En un
artículo publicado en la revista Physical Review Letters, el equipo del AMS
reporta la observación de un ligero exceso de positrones en el recuento de
positrones-electrones -un resultado esperado de las aniquilaciones de esa
materia oscura.
El grupo
también dijo que los positrones cayeron en el AMS de todas las direcciones en
el cielo sin variación particular en el tiempo.
Esto es
importante porque ubicaciones específicas o variaciones de tiempo en la señal
podrían indicar una fuente más convencional para las partículas, tales como un
pulsar (un tipo de estrella de neutrones) en lugar de la materia oscura.
El AMS llegó
a la Estación Espacial Internacional en 2011. Cuanto más se extiendan los
trabajos, mejores serán sus estadísticas y los científicos podrán ser más
definitivos en sus declaraciones.
Pero el
portavoz del proyecto, el profesor Sam Ting, dijo que los trabajos del AMS se
llevarán a cabo con cautela.
"Nos
tomó 18 años hacer este experimento y queremos hacerlo con mucho cuidado",
dijo en un seminario en el Laboratorio Europeo de Física de las Partículas
(CERN) en Ginebra.
"Vamos
a publicar cosas cuando estamos absolutamente seguros".
La revista
Physical Review Letters reporta el conteo de positrones-electrones en el rango
de energía de 0,5 a 350 gigaelectronvoltios (GeV).
El
comportamiento del exceso de positrones con este espectro de energía se ajusta
a las expectativas de los investigadores. Sin embargo, la prueba definitiva
sería ver el aumento en este radio y luego una caída dramática. Pero esto
todavía tiene que ser observado.
"Por el
momento, lo único que podemos decir es que las partículas (materia oscura)
podrían tener una masa de varios cientos de gigaelectronvoltios, pero hay mucha
incertidumbre", dijo Battiston.
(A modo de
comparación, un protón, la partícula en el núcleo de cada átomo, tiene una masa
de aproximadamente 1 GeV).
MISTERIOS MODERNOS
El AMS es
sólo una de varias técnicas utilizadas por los investigadores para tratar de
descubrir la naturaleza de la materia oscura.
Hay
laboratorios en la Tierra que están tratando de hacer detecciones más directas
como las partículas esquivas que pasan a través de los contenedores de
elementos como el xenón o argón, que alberga la profundidad de la Tierra.
El Gran
Colisionador de Hadrones también está implicado en esta cacería. Se espera que
produzca partículas de materia oscura en su acelerador.
Una
descripción exacta de este misterioso componente es ahora uno de los objetivos
urgentes de la física moderna.
La materia
normal, la materia que podemos ver con telescopios (todas las estrellas y
galaxias), constituye sólo el 4,9% de la densidad de masa/energía del Universo.
La materia
oscura es un componente mucho mayor, que representa el 26,8%. Esta cifra se
elevó recientemente tras conocer los estudios del cosmos llevados a cabo por el
telescopio Planck de la Agencia Espacial Europea.
El valor es
ahora casi un quinto más de lo que se creía en estimaciones anteriores.
La energía
oscura es el componente que más contribuye a la densidad de masa/energía del
Universo, un 68,3%.
La energía
oscura es el nombre que se le da a la fuerza que se cree está acelerando la
expansión del Universo. Sus características son aún más oscuras para la ciencia
que la propia materia oscura.
6.-El Gran Acelerador de Partículas apagado para mantenimiento de dos
años
El Gran
Acelerador de Partículas (LHC, por sus siglas en inglés) del Centro Europeo de
Física de Partículas (CERN), que ha permitido avanzar en la comprensión del
origen y fundamentos del Universo,
entró hoy en un largo periodo de mantenimiento en el que estará dos años fuera
de servicio.
El equipo
que conduce el LHC confirmó hoy que se extrajeron los últimos haces de protones
del anillo del acelerador, localizado en un túnel de 27 kilómetros de
circunferencia construido a entre 50 y 175 metros de profundidad en la frontera
entre Suiza y Francia.
El
acelerador fue diseñado para hacer chocar haces de protones o iones pesados
lanzados en direcciones opuestas en colisiones que han generado intensidades de
energía sin precedentes.
Este
experimento permitió descubrir una nueva partícula que se tiene casi la total
certeza es el "Bosón de Higgs", el gran elemento que faltaba en la
teoría que sustenta la física moderna.
Según el
CERN, durante las últimas semanas de funcionamiento, la cantidad de datos
registrados en los sistemas de memoria de masa del CERN superó el récord de 100
petaoctetos, el equivalente a 700 años de filmación a muy alta definición.
"Tenemos
todas las razones para estar muy satisfechos de los primeros tres años de
explotación del LHC", comentó el director general del CERN, Rolf Heuer, al
comunicar la parada de las operaciones con fines de mantenimiento técnico.
"La
máquina, los experimentos, las instalaciones informáticas y todas las
infraestructuras han funcionado extremadamente bien y ahora tenemos un
descubrimiento científico mayor en nuestro activo", agregó.
El acelerador deberá ser puesto nuevamente en funcionamiento en 2015,
indicó el organismo científico, sin dar más precisiones.
Sobre los
trabajos que tendrán que realizarse, el director de los aceleradores y
tecnología del CERN, Steve Meyer, explicó que hay un importante trabajo de
consolidación pendiente en todo el complejo de aceleradores del CERN y, en
particular, en el LHC.
Entre los
trabajos que se realizarán figuran volver a efectuar las interconexiones entre
los imanes del LHC para que, cuando sea encendido nuevamente, pueda funcionar a
una energía nominal de 7 TeV (teraelectronvoltios) por haz.
Por todo ello mis “entradas” respecto de este Tema también quedarán
dormidas hasta el año 2015 donde espero, primero estar vivo y, segundo poder
informaros de mayores logros y descubrimientos….hasta entonces mis muchachos.
