El LHC obtiene en menos de un mes el ‘bosón W’


Los físicos de partículas de todo el mundo están viviendo momentos emocionantes. El LHC (Gran Colisionador de Hadrones) ha alcanzado la energía más alta jamás lograda hasta el momento para colisionar artificialmente haces de partículas, lo cual augura importantes descubrimientos. El británico Nick Ellis, responsable de la selección de datos de ATLAS (uno de los cuatro experimentos del LHC) avanzó la semana pasada en Valencia los primeros resultados obtenidos y las perspectivas de nuevos hallazgos científicos. El científico reveló que, en menos de un mes de funcionamiento, ya se han detectado partículas como el bosón W, una de las responsables de la interacción débil en la naturaleza cuyo descubrimiento requirió meses de análisis en experimentos anteriores.

Ellis fue invitado a participar en uno de los coloquios que organiza el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, centro mixto del CSIC y la Universitat de València), que junto al Instituto de Microelectrónica de Barcelona (CNM-IMB-CSIC), el Institut de Fisica d’Altas Energies (IFAE, consorcio entre la Generalitat de Catalunya y la Universitat Autònoma de Barcelona) y la Universidad Autónoma de Madrid ha participado en la construcción de detectores y el análisis de datos de ATLAS.

Según Ellis, tras el accidente con el helio superfluido en 2008 ya superado, los científicos están gratamente sorprendidos por la respuesta del acelerador ya que, en el poco tiempo que lleva funcionando a una energía de colisión de 7 TeV (1 Teraelectronvoltio = un billón de electronvoltios), “se han podido detectar bosones W”. El bosón W es una de las partículas responsables de la interacción débil (una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza) cuyo descubrimiento constituyó uno de los mayores éxitos en los años 80 del CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas, organismo que gestiona el LHC), y supuso el Nobel de Física a Carlo Rubbia y Simon van der Meer tras un prolongado análisis.

Partículas supersimétricas

Supersymmetry, Extra Dimensions and the Origin of Mass

“Supersymmetry, Extra Dimensions and the Origin of Mass: Exploring the Nature of the Universe Using PetaScale Data Analysis”

The Large Hadron Collider (LHC), scheduled to begin operation in Summer 2008, will collide protons at energies not accessible since the time of the early Universe. The study of the reactions produced at the LHC has the potential to revolutionize our understanding of the most fundamental forces in nature. The ATLAS experiment, currently being installed at the LHC, is designed to detect collisions at the LHC, to collect the relevant data and to provide a unified framework for the reconstruction and analysis of these data. This talk…

Dark matter, supersymmetry and the LHC

Higgs, dark matter and supersymmetry: What the Large Hadron Collider will tell us (Steven Weinberg)

The Large Hadron Collider, the worlds largest and most powerful particle accelerator, will begin operation this year in a quest to answer some of the most intriguing questions in physics. One of its missions will be to search for the Higgs boson, which Steven Weinberg predicted in a paper in 1967—nearly half a century ago. An even more exciting possibility is that the collider will reveal something about the nature of the mysterious dark matter that makes up most of the universe. Finally, the LHC may shed light on the theory of supersymmetry. Weinberg will give us a heads-up on what to watch for in the coming months.

Steven Weinberg, Ph.D. – Regental professor of physics and director, theory research group – University of Texas at Austin

Steven Weinberg holds the Josey Regental Chair in Science at the University of Texas, where he is a member of the physics and astronomy departments. He is the author of more than 300 articles on elementary particle physics, and his research has been honored with many awards, including in 1979 the Nobel Prize in Physics and in 1991 the National Medal of Science. His books include, for popular readers, The First Three Minutes (1977); Dreams of a Final Theory — The Search for the Fundamental Laws of Nature (1993) and Facing Up: Science and its Cultural Adversaries (2001). His most recent professional book is Cosmology (2008).

Ahora bien, al operar a niveles de energía mucho más elevados, el LHC ha sido capaz de reproducir estos resultados en menos de un mes de funcionamiento. A partir de estos “espectaculares resultados”, los científicos son “tremendamente optimistas previendo poder llevar a cabo fascinantes descubrimientos en el LHC”, aseguró Ellis. En los dos años que se mantendrá operando a la energía actual, los investigadores de ATLAS esperan obtener datos que confirmen la existencia de partículas supersimétricas, con lo que se “podría dar una explicación a la materia oscura”, que compone alrededor de un cuarto del Universo.

Sin embargo, según Ellis, “a pesar de tan prometedor comienzo, el (bosón de) Higgs será muy difícil de observar a estas energías”, por lo que los científicos previsiblemente deberán esperar hasta que el LHC alcance la energía final para la cual está diseñado, 14 TeV (7 TeV por haz de partículas), algo que ocurrirá probablemente en 2013. El bosón de Higgs es, según la teoría, el responsable de conferir masa al resto de partículas, aunque su existencia no haya sido todavía comprobada experimentalmente. Pero, además del Higgs, los científicos confían en detectar nuevas partículas o, incluso nuevas dimensiones espaciales, algo “fundamental para unificar la gravedad con el resto de fuerzas”, remarcó Ellis.

Más allá del modelo estándar

Y es que el LHC “es una máquina para descubrir”, para abrir nuevas puertas más allá del modelo estándar, el paradigma actual que describe las interacciones entre las partículas fundamentales conocidas. “Esta teoría funciona bien a una determinado escala de energía, pero cuando ésta se incrementa, ya no es consistente”, manifestó el físico británico. Por eso, el LHC es el instrumento adecuado para “buscar algo diferente de lo que está escrito en los libros de física actuales”, exigiendo para ello una mentalidad abierta por parte de los científicos.

En esta búsqueda de lo desconocido el sistema de selección de datos (denominado Trigger) juega un papel fundamental. Entre la enorme cantidad de datos resultantes de las colisiones (según Ellis, los procedentes de un solo detector de ATLAS suponen un volumen similar al del tráfico diario de comunicaciones telefónicas en todo el mundo), se seleccionan sólo aquellos que pueden revelar nuevos fenómenos. Como responsable del Trigger de ATLAS, Ellis reconoció que su desarrollo es específico para estos experimentos, aunque el trabajo en este sistema de toma de decisiones ultrarrápido es un “magnífico entrenamiento” para estudiantes que posteriormente desarrollarán su carrera en el campo de la Electrónica o la Computación.

En cuanto a la participación española en el LHC, que se coordina a través del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN, Consolider 2010), Ellis la consideró “extremadamente positiva”. Además de los centros participantes en ATLAS, en CMS participan el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-Universidad de Cantabria) la Universidad de Oviedo y la Autónoma de Madrid. En LHCb, participan la Universitat de Barcelona (UB), la Universitat Ramon Llull (URL) y el Instituto Galego de Física de Altas Enerxias (IGFAE, Universidad de Santiago de Compostela), centro que, junto al CIEMAT, participa también en ALICE. España dispone además de un Puerto de Información Científica (PIC) del sistema de computación GRID, un consorcio formado por la Generalitat de Catalunya, el CIEMAT, la Universitat Autònoma de Barcelona y el IFAE.

http://demandadebytes.blogspot.com/

Higgs boson – CERN LHC – Fermilab Tevatron

On November, 2007 the most complex scientific instrument ever built will be switched on. The Large Hadron Collider promises to recreate the conditions in the early universe. By revisiting the beginning of time, scientists hope to
unravel some of the deepest secrets of our Universe.

Within these first few moments the building blocks of the Universe were formed. The search for these fundamental particles has occupied scientists for decades but there remains one particle that has stubbornly refused to appear in any experiment. The Higgs Boson is so crucial to our understanding of the Universe that it has been dubbed the God particle. It explains how fundamental particles
acquire mass, or as one scientist plainly states: “It is what makes stuff
stuff…”

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