Archivo de la categoría: Fisica de particulas

Observan auténticos monopolos magneticos sinteticos


 

Publicado en el CERN

James Pinfold

El portavoz del experimento MOeDAL en el CERN James Pinfold da su propia visión personal sobre el reciente anuncio del descubrimiento de un monopolo sintética Dirac

Se podría decir que la idea de un monopolo magnético se inició en 1269. En ese año, el erudito, soldado y monje Pierre de Maricourt, era parte del ejército cruzado de Carlos Duque de Anjou, poniendo sitio a la ciudad de Lucera en Italia. Durante el asedio, escribió un documento, la Epistola de Magnete, que identificó por primera vez que un imán tiene un norte y un polo sur. Esto plantea la pregunta: ¿puede haber un solo polo – un monopolo magnético?

CERN-moedal-1

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Un experimento del CERN produce el primer haz de antihidrógeno


El experimento ASACUSA en el CERN (Imagen: Yasunori Yamakazi)

El experimento ASACUSA en el CERN (Imagen: Yasunori Yamakazi)

El experimento ASACUSA del CERN ha producido por primera vez un haz de átomos de antihidrógeno. En un artículo publicado hoy en Nature Communications, la colaboración internacional de ASACUSA informa de la detección de 80 átomos de antihidrógeno 2,7 metros después de su producción, donde la influencia de los campos magnéticos usados para producir los antiátomos es pequeña. Este resultado es un importante paso adelante para realizar estudios precisos con espectroscopía de átomos de antihidrógeno.

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Sobre la vida media del neutrón


La duración de la vida media del neutrón libre parece depender del sistema con el que se mida.

Neutrón
Neutrón-Estructura de Quarks.png
Estructura de quarks de un neutrón.
Composición 2 quark abajo,1 quark arriba,
Grupo Hadrón
Interacción Gravedad, Débil,Nuclear fuerte
Símbolo(s)
Antipartícula Antineutrón
Teorizada Ernest Rutherford1(1920)
Descubierta James Chadwick1(1932)
Masa 1,674 927 29(28)×1027kg
939,565 560(81) MeV/c2
1,008 664 915 6(6) uma
Vida media 885,7(8) s
Carga eléctrica 0
Dipolo eléctrico <2,9×1026 e cm
Polarizabilidad 1,16(15)×103 fm3
Momento magnético -1,9130427(5) ?N
Polarizabilidad magnética 3,7(20)×104 fm3
Espín 1/2
Isospín -1/2
Paridad +1
Condensado I(JP) = 1/2(1/2+)

La aventura empieza cuado se desconoce algo y esto también atañe a la ciencia. Hace unos días veíamos cómo no se sabe bien el tamaño del protón y ahora veremos que tampoco se conoce bien la vida media del neutrón.
Los neutrones libres, a diferencia de los neutrones que forman parte de los núcleos atómicos, tienen su vida contada, en unos 15 minutos se desintegran (o decaen) en un protón, un electrón y un antineutrino.

Una medida precisa de esta vida media es importante porque nos ayuda a saber cómo fue la nucleosíntesis primordial que se dio al poco de darse el Big Bang. Esa nucleosíntesis creó una pequeña cantidad de elementos ligeros (con sus isótopos) sin necesidad de que hubiera estrellas. Sus proporciones y cantidades constituyen una de las pruebas de que el Big Bang existió.
Además, una medida precisa de esta vida media nos puede ayudar a encontrar un física que esté más allá del modelo estándar. Por tanto, varios equipos de investigadores decidieron medirla.
Lo malo es que la vida media del neutrón parece depender del método empleado en medirla. La discrepancia es de nada menos que 8 segundos, lo que es mucho tiempo. La discrepancia tiene una significación estadística de 4?, así que no parece ser debida a una fluctuación aleatoria.
Hay dos métodos para estudiar la vida media de los neutrones una vez que estos son generados. En un caso se “embotellan” en una trampa magnética y cuenta cuántos quedan cada cierto tiempo. En la segunda técnica los neutrones se mueven en un haz y se cuenta cuántos decaen según el haz cruza un volumen dado.

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Científicos españoles tratan de construir un pequeño Sol en la Tierra


Investigadores de la Universidad de Sevilla están investigando en reactores experimentales de fusión nuclear para obtener el mismo tipo de energía que utilizan las estrellas. La investigación se enfoca a la producción de energías más limpias y sostenibles.

Los investigadores invetigan la fusión nuclear en el ASDEX Upgrade tokamak. / Max-Planck-Institut für Plasmaphysik

Los investigadores invetigan la fusión nuclear en el ASDEX Upgrade tokamak. / Max-Planck-Institut für Plasmaphysik

Miembros del departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Sevilla (US) están investigando cómo reproducir en la Tierra la forma que tienen las estrellas de producir energía. Los expertos trabajan en reactores experimentales de fusión nuclear con el objetivo de obtener una fuente de energía sostenible, limpia y virtualmente inagotable.

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Partículas y antipartículas en un superconductor nanométrico


Un equipo internacional con participación de científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado la superconductividad inducida en una estructura nanométrica que combina hilos semiconductores con un material superconductor. Los resultados, publicados en la revista Nature Nanotechnology, explican por primera vez las propiedades magnéticas de los estados excitados de electrones y huecos en este sistema y podrían abrir nuevos campos de estudio en nanotecnología.

A temperaturas muy bajas, algunos metales se convierten en superconductores y cambian radicalmente sus propiedades eléctricas y magnéticas. En particular, los superconductores, que tienen numerosas aplicaciones, no ejercen resistencia al paso de la corriente eléctrica, por lo que la conducción de los electrones se realiza sin pérdidas de energía. 

Particulas-y-antiparticulas-en-un-superconductor-nanometrico

“Cuando un material superconductor se encuentra en su estado de energía más baja, se convierte en una onda cuántica colectiva formada por pares de Cooper, parejas de electrones que se unen a pesar de ser cargas negativas que tienden a repelerse. En nuestro trabajo hemos demostrado esta superconductividad inducida en hilos semiconductores de tamaño nanométrico”, explica Ramón Aguado, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid.

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Una desintegración de la partícula Bs pone a prueba al modelo estándar de los físicos


Los experimentos CMS y LHCb del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN han presentado nuevas medidas de uno de los procesos más improbables en física, la desintegración de una partícula denominada Bs en dos muones. Se trata de una prueba sensible para buscar ‘nueva física’ más allá del modelo estándar de física de partículas.

Nuevos resultados presentados en la reunión de la Sociedad Europea de Física de Estocolmo (EPS-HEP2013) han sometido al modelo estándar de física de partículas a una de las pruebas más estrictas hasta la fecha. Los experimentos CMS y LHCb del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN muestran registros de uno de los procesos más improbables en física: la desintegración de una partícula denominada Bs en dos muones.

Las nuevas medidas muestran que solo un puñado de partículas Bs por cada mil millones se desintegra en un par de muones, tipo de partícula emparentada con el electrón. Debido a que este proceso es tan inusual, es una prueba extremadamente sensible para buscar nueva física más allá del modelo estándar, teoría que describe las partículas elementales y sus interacciones. Cualquier divergencia con la predicción del modelo sería una señal clara de algo nuevo.

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Física nuclear para entender mejor las ‘partículas fantasma’


Esquema del experimento Double Chooz, donde participa el CIEMAT.

Esquema del experimento Double Chooz, donde participa el CIEMAT.

Uno de los descubrimientos más sorprendentes de las últimas décadas es que los neutrinos “oscilan”, es decir, se transforman en otros tipos de neutrinos. Este ha sido el resultado de una serie de observaciones y experimentos muy elaborados que han permitido determinar de manera mas precisa los parámetros que rigen estos procesos. Una de las dificultades en este tipo de estudios es que, como los neutrinos son partículas muy “elusivas”, se necesitan fuentes de neutrinos muy.potentes.

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CERN: LHC Virtual Visit


CERN: LHC Virtual Visit

LHC – the aim of the exercise: To smash protons moving at 99.999999% of the speed of light into each other and so recreate conditions a fraction of a second after the big bang. The LHC experiments try and work out what happened.

The Large Hadron Collider (LHC) sits in a circular tunnel 27 km in circumference. The tunnel is buried around 50 to 175 m. underground. It straddles the Swiss and French borders on the outskirts of Geneva.

The first collisions at an energy of 3.5 TeV per beam took place on 30th March 2010.

The LHC is designed to collide two counter rotating beams of protons or heavy ions. Proton-proton collisions are foreseen at an energy of 7 TeV per beam.

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Los experimentos ATLAS y CMS del CERN observan una partícula consistente con el bosón de Higgs



En el seminario celebrado en la sede del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) en Ginebra (Suiza), los experimentos ATLAS y CMS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) presentaron sus últimos resultados preliminares en la búsqueda de la partícula de Higgs. Ambos experimentos observan una nueva partícula en el rango de masas alrededor de 125-126 GeV (gigaelectronvoltios,unas 134 veces la masa de un protón). El anuncio realizado por el CERN sirve como apertura de la mayor conferencia en Física de Partículas del año, ICHEP2012, que comienza hoy en Melbourne. La próxima edición se celebra en Valencia en 2014.

“Observamos en nuestros datos claros signos de una nueva partícula, con un nivel de confianza estadística de 5 sigma, en la región de masas alrededor de 126 GeV. El excepcional funcionamiento del LHC y ATLAS, y los enormes esfuerzos de mucha gente, nos han llevado a esta emocionante etapa”, dijo la portavoz del experimento ATLAS Fabiola Gianotti, “pero se necesita un poco más de tiempo para preparar estos resultados para su publicación”. Lee aquí el comunicado oficial de ALTAS en castellano.

“Los resultados son preliminares, pero la señal de 5 sigma alrededor de 125 GeV que estamos viendo es espectacular. Es realmente una nueva partícula. Sabemos que debe ser un bosón y es el bosón más pesado jamás encontrado”, dijo el portavoz del experimento CMS Joe Incandela. “Las implicaciones son muy significativas y es precisamente por esta razón por lo que debemos ser extremadamente diligentes en todos nuestros estudios y comprobaciones”. Lee aquí el comunicado oficial de CMS en castellano.

“Es difícil no emocionarse con estos resultados”, dijo el director de Investigación del CERN, Sergio Bertolucci. “El año pasado dijimos que en 2012 podríamos encontrar una nueva partícula como el bosón de Higgs o excluir la existencia del bosón de Higgs predicho por el Modelo Estándar. Con toda la precaución necesaria, me parece que estamos ante un punto de inflexión: la observación de esta nueva partícula indica el camino para el futuro hacia una comprensión más detallada sobre lo que estamos viendo en los datos”.

Resultados preliminares

Los resultados presentados hoy se consideran preliminares. Se basan en datos recopilados en 2011 y 2012, con los datos de 2012 todavía bajo análisis. La publicación de los análisis mostrados hoy se espera para finales de Julio. Una imagen más completa de las observaciones mostradas hoy se obtendrá a finales de este año, después de que el LHC proporcione más datos a los experimentos.

El siguiente paso será determinar la naturaleza precisa de la partícula y su importancia paranuestra compresión del Universo. ¿Sus propiedades son las esperadas para el tan buscado bosón de Higgs, el ingrediente final aún no descubierto del Modelo Estándar de Física de Partículas? ¿O es algo más exótico? El Modelo Estándar describe las partículas elementales a partir de las cuales nosotros, y cualquier objeto visible del Universo, estamos hechos, así como las fuerzas que actúan entre ellas. Toda la materia que podemos ver, sin embargo, parece ser no más de un 4% del total. Una versión más ‘exótica’ de la partícula de Higgs podría ser un puente hacia la comprensión del 96% del Universo que permanece en la oscuridad.

“Hemos alcanzado un hito en nuestro entendimiento de la naturaleza”, dijo el director general del CERN, Rolf Heuer. “El descubrimiento de una partícula consistente con el bosón de Higgs abre el camino a estudios más detallados, que requieren más estadística, los cuales concretarán las propiedades de la partícula y probablemente arrojarán luz sobre otros misterios de nuestro Universo”.

La identificación de las características de la nueva partícula requerirá una considerable cantidad de tiempo y datos. Pero,cualquiera que sea la forma que tome la partícula de Higgs, nuestro conocimiento de la estructura fundamental de la materia está a punto de dar un gran paso adelante.

Participación española

España es uno de los principales contribuyentes al CERN, ascendiendo su aportación al 8,11% del total de las aportaciones para el ejercicio 2012. La participación de los grupos de investigación españoles en el LHC cuenta con el apoyo del Ministerio de Economía y Competitividad, a través del Programa Nacional de Física de Partículas, y del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), proyecto Consolider?Ingenio 2010.

Además de haber diseñado y construido varios subdetectores que son clave en la búsqueda de nuevas partículas en el LHC, los grupos españoles participan de forma destacada en su operación y mantenimiento, así como en la recogida, procesado y análisis de las colisiones producidas por los experimentos, incluyendo aquellas que pueden conducir a la observación del bosón de Higgs.

Desde la puesta en marcha del detector ATLAS, donde participan más de 3.000 científicos de 174 instituciones procedentes de 38 países, investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València (UV); el Institut de Fisica d’Altes Energies (IFAE), consorcio entre la Generalitat de Catalunya y la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB); el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (CNM?IMB?CSIC); y la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), participan activamente en la operación y mantenimiento de los detectores, con una fuerte presencia en las actividades de alineamiento y calibración.

Dentro del amplio programa de investigación del LHC, los grupos españoles en ATLAS participan en un gran número de líneas de investigación en el análisis de los datos, que cubren muchos de los temas a priori más interesantes del programa del LHC. En particular, en el caso de la búsqueda del bosón de Higgs del Modelo Estándar los grupos han estudiado diferentes estados finales resultado de la desintegración de la partícula de Higgs en dos fotones, dos leptones taus, dos quarks bottom, y dos bosones Z o W.

En CMS, donde participan 3.275 científicos de 179 institutos en 41 países, están presentes los grupos experimentales del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT); Instituto de Física de Cantabria (IFCA), centro mixto CSIC-Universidad de Cantabria (UC), la Universidad de Oviedo (UO) y la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), ocupando responsabilidades en la operación y mantenimiento de los detectores, así como en técnicas de alineamiento básicas para tener datos de calidad.

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