El bosón de Higgs, el principal hallazgo de 2012

Revista Science seleccionó a los nueve mejores descubrimientos de este año. La confirmación de la existencia de la ‘Partícula de Dios’ ocupó el primer lugar.

 

Perú21.pe.- La prestigiosa revista estadounidense Science seleccionó al descubrimiento del bosón de Higgs, una partícula considerada la piedra angular de la estructura fundamental del universo, como el principal hallazgo científico de 2012, en su lista anual publicada este jueves.

La existencia de esta partícula fue postulada en 1964 por el físico británico Peter Higgs, de donde proviene el nombre del hallazgo, con sus colegas Robert Brout y François Englert.

El bosón de Higgs, difícil de alcanzar debido a su inestabilidad, explica por qué las partículas elementales tienen masa y otras no, revelando cómo estas últimas interactúan con las fuerzas electromagnéticas para formar la materia en el universo.

Dos equipos internacionales de físicos desvelaron su existencia el 4 de julio después de los experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas más potente del mundo, en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), cerca de Ginebra.

Además del bosón de Higgs, Science identificó otros nueve desarrollos científicos de 2012 que merecen ser incluidos en su último ranking anual:

-Investigadores japoneses transformaron células madre embrionarias de ratón en ovocitos viables que pudieron ser fecundados en laboratorio y se desarrollaron para dar ratones entre madres portadoras, una técnica que les devuelve la esperanza a las mujeres infértiles.

-La secuenciación completa del genoma humano de Denisovan, hecha a partir del fragmento de un hueso de un dedo gracias a una nueva técnica.

-El complejo sistema de aterrizaje de la sonda estadounidense Curiosity, que demostró con su llegada a Marte en agosto que la NASA podría depositar con gran precisión cargas pesadas sobre suelo marciano, una técnica que se podrá utilizar para futuras misiones tripuladas.

-El láser de rayos X, mil millones de veces más potente que la tradicional fuente de luz de sincrotrón, permitió revelar la estructura de las proteínas que eran inaccesibles para los rayos X convencionales.

-La ingeniería de precisión del genoma humano que permite modificar o desactivar genes, una técnica de determinación genética eficaz y más barata que podría señalar el papel específico de los genes y sus mutaciones.

-La confirmación de la existencia de los fermiones de Majorana, partículas elementales que, entre otras propiedades, actúan como su propia antimateria y se presentan bajo la forma de cuasi-partículas. Estas podrían ser utilizadas para almacenar y procesar un mayor número de datos informáticos.

-El proyecto ENCODE que, después de diez años de investigación, demostró que el 80% del genoma humano está activo, lo que debería ayudar a la comprensión de cómo los genes se activan y desactivan, revelando algunos de los factores genéticos de riesgo para las enfermedades.

-Una interfaz cerebro-máquina que mostró que pacientes con parálisis podían mover un brazo mecánico por la sola actividad mental y hacer movimientos complejos, una tecnología experimental muy prometedora para los discapacitados.

-El descubrimiento por parte de investigadores chinos del último parámetro de un modelo de física que describe cómo las partículas llamadas neutrinos se modifican a la velocidad de la luz, lo que podría ayudar en el futuro a explicar por qué el universo contiene tanta materia y tan poca antimateria.

“El bosón de Higgs ha puesto al comité del Nobel en un aprieto”

El Pais Vasco.com.- José Ignacio Latorre ofrece esta tarde (19.30) en la sala de Kutxa (calle Andía) una conferencia sobre el reciente descubrimiento del bosón de Higgs, lo que podría confirmar la consistencia del modelo estándar que describe el mundo de las partículas elementales. Mañana ofrecerá la misma charla en el Bizkaia Aretoa de Bilbao bajo la organización de la Fundación Euskampus y la colaboración de CIC Nanogune, DIPC y la UPV. Latorre pretende “poner un poco de certeza en esta vida transmitiendo los valores de la ciencia”.

Pregunta. ¿Por qué es tan importante este descubrimiento?

Respuesta. Es importante porque los científicos teníamos un modelo muy preciso para describir el mundo de las partículas elementales, pero nos faltaba Higgs. Sin Higgs teníamos un problema serio. Fue postulado en los años 60 y hemos estado 50 años para encontrarlo. Al principio se montó un acelerador muy grande, llamado LEP, y no se encontró. Ahora con el LHC, si no se conseguía dar con Higgs podríamos estar ante un error de bulto en la forma de entender el mundo de las partículas elementales.

P. ¿Ha tranquilizado mucho a la comunidad científica?

R. Sí. Intelectualmente estamos en el camino correcto, algo que estaba en duda. Además, aunque parezca una tontería, hemos construido una máquina muy grande que ha trabajado durante 15 años, con 10.000 personas. Siempre es una satisfacción descubrir algo nuevo. El espíritu de los científicos está ahora mismo mucho más alto.

P. Pero parece que existe un margen de duda y que el hallazgo hay que ponerlo en cuarentena.

R. En este oficio hay que ser muy precavidos. Pero se ha visto que hay una partícula nueva que tiene unas propiedades que coinciden con las que esperamos de un higgs. Es obvio que existe la partícula. Lo que ocurre es que en los canales donde vemos cómo se desintegra, lo hace de una forma que no se corresponde exactamente con el modelo estándar, aunque el error es de una desviación mínima. Se ha decidido alargar el funcionamiento del acelerador LHC hasta diciembre, tres meses más de lo previsto, para continuar con la recogida de datos y tener una visión más clara de si es un higgs estándar, si es un higgs no estándar o qué es exactamente.

Perfil

José Ignacio Latorre nació en Barcelona en 1959. Es catedrático de Física Teórica de la Universidad de Barcelona y director gerente del Centro de Ciencias de Benasque (en el pirineo aragonés). Estudió en el Liceo Francés de Barcelona y se doctoró en Física en 1985. Su especialidad es la cuántica y las partículas elementales. Entre sus grandes aficiones se encuentran el vino y la gastronomía.

P. A quienes menosprecian el descubrimiento, ¿qué les diría?

R. Los que nos dedicamos a la ciencia estamos muy acostumbrados a que nos consideren como el último mono. Ahí está la financiación que recibimos… Para los incrédulos, voy a poner dos ejemplos. El primero fue Einstein y la teoría de la relatividad. Sus ecuaciones se usan en todos los GPS, porque si no se perderían más de 11 kilómetros al día. Y te juro que Einstein no sabía que se iban a aplicar esas ideas. Otro ejemplo es la mecánica cuántica, que está detrás de los láser, la codificación de la información. A corto plazo, el higgs no va a servir absolutamente para nada. Ahora, para descubrir el higgs hemos construido el sistema de procesamiento de información más importante de la tierra. Hay cerca de un millón de ordenadores funcionando a una velocidad enorme.

P. ¿Qué aplicaciones tiene esta tecnología que se ha creado para localizar el bosón?

R. Estamos aprendiendo a manipular datos masivos. Esto concatena muy bien con lo que hace google. Google es la aplicación para manejar datos masivos en nuestra vida diaria. También se ha mejorado muchísimo la electrónica. Todos los progresos tecnológicos llegan sin que nos demos cuenta. Raramente se sabe que los avances que se dan en el CERN (la Organización Europea para Investigación Nuclear) tienen reflejo en el día a día. Hace unos años, un investigador del CERN fue premiado con el Nobel de Medicina, y eso nos llenó de satisfacción. Cuando nos hacen una resonancia nuclear magnética, no somos conscientes de que ha habido personas que ha especulado con cómo girar el espín de los núcleos de los átomos y procesar esa información, de tal modo que hoy nos miran el interior del cuerpo sin tocarnos.

P. ¿El Higgs merecería un Nobel comunitario?

R. Va a ser la primera gran prueba de fuego para las leyes del Nobel. Higgs ha puesto al Nobel en un aprieto, porque este premio solo se puede dar a tres personas y por un hecho demostrado. El bosón de Higgs fue propuesto hace 60 años y hay seis personas involucradas. ¿Qué van a hacer? Nadie habrá leído que el higgs lo ha descubierto nadie. Los equipos que lo han descubierto están formados por unas 100.000 personas. El bar de La guerra de las galaxias es de risa al lado de la cafetería del CERN. En el CERN se hablan cientos de idiomas, pero todos tienen un mismo objetivo: investigar y descubrir. Los egos han quedado en segundo plano en este descubrimiento. La comunidad científica está pidiendo al comité del Nobel que considere por primera la opción de no dar el premio a tres personas, sino que sea un Nobel colectivo. Y lo merece.

“El 90% de los científicos de la historia vive. La ciencia es un bebé”

P. ¿No da un poco de miedo esto de la materia y antimateria del Universo?

R. No va a pasar nada. En los primeros instantes del universo se produjo lo que se conoce como la recombinación. Se aniquiló materia contra antimateria y lo que ha quedado en el universo es el remanente de materia. Ahora, nuestro mundo es esencialmente materia. La podemos generar artificialmente y en el acto se vuelve a recombinar y destruir. Pero no nos debe dar miedo, porque es dificilísimo crear antimateria.

P. ¿Partimos de la nada? ¿Dios no existe?

R. Como científico soy extremadamente respetuoso, porque no tengo una respuesta para nada. En mis charlas yo me limito a explicar evidencias: que hubo un big bang y que observamos a través de las super novas cómo se expande el universo. Esto es lo que dicen las leyes. A partir de ahí hacia atrás, cada uno puede pensar lo que quiera.

P. ¿Qué grandes fenómenos quedan por descubrir?

R. Está lo grande, lo pequeño y lo complejo. En lo grande: estamos recibiendo datos masivamente del satélite Planck y esto nos permite descubrir muchas cosas. En los últimos años hemos sabido, por ejemplo que hay 1,7 planetas por cada estrella. Esto quiere decir que las probabilidades de que haya vida por ahí son muy altas. También estamos descubriendo el confín del universo o que la Vía Lactea chocará con Andrómeda… En lo pequeño, si el Higgs no es el estándar, se abre la puerta para un nivel de composición más profundo. Y en lo complejo es la oportunidad de la biología, cómo combinar las cosas para crear lo que sea. Ahí habrá grandes progresos. Nos esperan unos años felices, porque somos las primeras generaciones que hemos convivido con la ciencia. ¿Sabes que el 90% de los científicos están vivos? Ha habido tan pocos en toda la historia, que hoy siguen vivos casi todos. La ciencia es un bebé ahora mismo.

El bosón de Higgs es responsable de una fracción muy pequeña de la masa del universo

Autor: MiGUi

Revista de Ciencia.- Con frecuencia, se dice que el Higgs es el responsable de “dar masa” a las partículas. Esto, dicho así, no es del todo cierto. Y conviene dedicar un poco a explicar porqué.

En primer lugar, nosotros cuando hablamos de “masa” estamos habituados a entenderla como la propiedad que tiene la materia para ser atraída por un campo gravitatorio. La relacionamos con la fuerza “peso” debida a este hecho. Esto es lo que los físicos llamamos, grosso modo, “masa gravitatoria“. Luego está la “masa inercial“, que podemos entender como la oposición que ponen los cuerpos a cambiar su estado de movimiento al aplicarles una fuerza.

Una forma de decir con palabras la segunda ley de Newton, F = ma. En nuestro mundo cotidiano, coinciden y por eso no le solemos poner apellidos cuando hablamos de masa y clásicamente lo tratamos indistintamente.

Sin embargo, hablando de partículas no hay que olvidar que en el Modelo Estándar la gravedad no se considera parte del mismo (principalmente porque debido a su extrema debilidad no sabemos prácticamente nada de la gravedad a esa escala) y que por tanto siempre que hablamos de masa, nos estamos refiriendo a la masa inercial y no a la gravitatoria. Así que en principio el Higgs y la gravedad no tienen mucho en común.

Ya hemos visto muchos vídeos, noticias, textos donde se explica cómo el mecanismo de Higgs, que se definió para explicar

eso que llamamos ruptura espontánea de la simetría electrodébil nos da, de regalo, un campo que interacciona con las partículas fundamentales y las dota de masa.

Bien, la clave es “partículas fundamentales”. ¿Qué son partículas fundamentales? Pues básicamente, aquellas que no tienen constituyentes, no tienen estructura interna de ningún tipo. Esto por tanto excluye a los protones y a los neutrones, que forman los núcleos de los átomos de los que estamos hechos.

Aquí cabría preguntarse ¿entonces, la masa de los protones, neutrones y otras partículas no fundamentales, de dónde sale?

Para contestar a esta pregunta, tenemos que traer la relatividad a colación. La relatividad es muy importante en esta escala debido a los niveles de energías, tiempos y velocidades en los que tienen lugar las interacciones a escala particular.

Según la relatividad, masa y energía son equivalentes. Esto no solo quiere decir que puedes convertir una partícula de “masa” en energía y lo contrario según E=mc2. Esto hace que cuando consideramos la masa de los tres quarks que componen un protón y las sumamos, el resultado de esa suma no sea la masa del protón. De hecho, si hacéis las cuentas podéis ver cosas sorprendentes.

El protón está hecho de tres quarks. Dos quarks up y un quark down. La masa del quark up se estima que es de entre 1.7 y 3.1 MeV y la del quark down es de 4.1 a 5.7. El error es debido a la enorme dificultad experimental. La masa del protón es de 938 MeV. Si sumamos, incluso en el mejor de los casos, la aportación de las masas de los quarks es de en torno a un 1% de la masa total del protón.

¿Y el otro 99% restante? El otro 99% se lo debemos a la energía que tienen los tres quarks como consecuencia de la interacción entre ellos. Es decir, a la interacción fuerte. Esta fuerza que es la más intensa pero la de más corto alcance de todas, tiene la particularidad de que cuanto más se alejan entre sí las partículas que interaccionan fuertemente, más intensa es. Al contrario que la gravedad, por ejemplo, que cuanto más te alejas menos intensa es. En la interacción fuerte, hay una zona en la que las partículas están cerca y que apenas se sienten entre sí y que llamamos “libertad asintótica” y otra donde a medida que se van alejando la fuerza crece indefinidamente (confinamiento de color).

La situación se parece a un muelle, cuya fuerza crece cuanto más lo estiras. Por eso en los diagramas de Feynmann los gluones, que son las partículas que transmiten la interacción fuerte, se representan como muelles. Y de forma similar que los muelles se rompen si tiras demasiado fuerte, cuando dos partículas que interaccionan fuertemente se alejan y la energía para separarlas es tan grande que dicha energía crearía pares de partícula-antipartícula evitando de ese modo que pudiéramos invertir dicha energía en seguir separándolas.

Los quarks del protón se encuentran en esta situación. Intentan alejarse pero no pueden. Esto pone en juego una cantidad enorme de energía, que se manifiesta como una contribución considerable, cercana al 99%, a la energía del protón. ¿Qué quiere decir esto? Pues que, retomando el punto inicial, no hay que conseguir una interacción con el campo de Higgs equivalente a esos casi 1000 MeV. De hecho, del campo de Higgs, apenas saca un 1% de la masa.

Similares consecuencias tenemos para el neutrón, que está hecho de un quark up y dos quarks down y por ende, para la masa de los átomos. Así que no vale de nada subirse en la báscula y pensar que el numerito que marca se debe al bosón de Higgs.

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Los Misterios que el Bosón de Higgs aún no puede explicar

He aquí algunas de las cuestiones más importantes que no se resolverán, de momento

ABC.es.- El hallazgo del Bosón de Higgs cierra un capítulo de la Historia de la Ciencia y apunta, como ya publicó ABC hace unos días, a toda una serie de nuevos avances científicos. Sin embargo, los investigadores creen que muchas cuestiones seguirán envueltas en el misterio. He aquí algunas de las más importantes y que siguen trayendo de cabea a los investigadores de todo el mundo.

1. Materia oscura

Toda la materia que conocemos, desde la terrestre a la de las más lejanas galaxias, responde al mismo tipo de estructura fundamental. Está constituída por átomos, que a su vez constan de partículas y que se unen para dormar los distintos materiales que conocemos. Lo que distingue, por ejemplo, al hidrógeno del hierro es que el núcleo de un átomo del hidrógeno contiene un solo protón y un solo neutrón, mientras que un núcleo de hierro está formado por 58 protones y 58 neutrones. Cada número corresponde a un elemento diferente de la Tabla Periódica.

Sin embargo, desde hace ya más de una década sabemos que toda esa "materia ordinaria", de la que todos nosotros estamos hechos, sólo da cuenta de un 4% de la masa total del Universo. El restante 96%, aunque nos pese, sigue siendo un misterio. Pero los científicos han encontrado pruebas (indirectas) que indican la presencia de "otro tipo" de materia, una tan extraña que ni siquiera sabemos si está compuesta por átomos. A falta de más datos, la llamamos "materia oscura". Es por lo menos seis veces más abundante que la materia ordinaria y sólo sabemos de su existencia por los efectos gravitatorios que produce en la materia que sí podemos ver. La materia oscura añade, por lo menos, otro 23% a la masa total del Universo.

Los astrónomos creen que muchas galaxias, incluída la nuestra, están rodeadas por halos de materia oscura, lo que hace que las estrellas de las regiones exteriores de esas galaxias orbiten mucho más rápido de lo que lo harían teniendo en cuenta solo la materia que podemos ver. Andrómeda, por ejemplo, la galaxia más cercana a nuestra Vía Láctea (se encuentra a 2,5 millones de años luz) se dirige hacia nosotros a más de 320.000 km. por hora. Un movimiento que sólo puede deberse a la acción de la gravedad. Sólo que, para causar ese avance, nuestra galaxia debería ser diez veces mayor de lo que es.

2. Energía oscura

Sumando materia ordinaria (4%) y materia oscura (23%), seguimos teniendo sólo un 27% de la masa total del Universo. De qué está hecho, pues, el 73% restante? La respuesta es aún más misteriosa que la materia oscura del apartado anterior. Se trata, dicen los investigadores, de "energía oscura", cuyo descubrimiento data de 1998. Fue entonces cuando, después de un estudio de diez años sobre varias supernovas, los astrónomos se quedaron de piedra. Algunas de ellas estaban tan distantes que cuando su luz empezó a viajar hacia la Tierra el Universo apenas si tenía una fracción de su edad actual. El objetivo del estudio era medir si había fluctuaciones en la tasa de expansión del Universo, lo cual serviría para afinar los cálculos sobre su edad, estructura y destino final.

El resultado del estudio fue totalmente inesperado. Los científicos, en efecto, esperaban ver una ligera ralentización en la velocidad de expansión. En lugar de eso, hallaron justo lo contrario: en lugar de retrasarse, la expansión del Universo se estaba acelerando. La única explicación posible fue recurrir a una suerte de fuerza capaz de oponerse (y de vencer) a la gravedad.

Ese nuevo y misterioso ingrediente fue bautizado como "energía oscura" y muy pronto resultó evidente que esa energía se encontraba por todas partes, y que su acción "antigravitatoria" era mucho mayor que la fuerza de gravedad combinada de toda la materia, tanto de la ordinaria como de la oscura. De hecho, la energía oscura se considera responsable del 73% de la masa del Universo.

3. Antimateria

Además de la ordinaria y de la oscura hay, que se sepa, por lo menos otra clase de materia, y tan distinta de la ordinaria (de la cual estamos todos hechos) que es incompatible con ella. Se trata de la antimateria. La antimateria es, aparentemente, idéntica a la materia «normal». De hecho, no puede diferenciarse de ella a simple vista. Pero si un átomo de antimateria entra en contacto con otro de materia, ambos se aniquilan en una fuerte explosión de energía.

Si un hombre pusiera pie en un planeta hecho de antimateria, se desintegraría al instante. Los modernos laboratorios de física son capaces, desde hace algunos años, de «fabricar» átomos de antimateria. Algunas teorías postulan la existencia de galaxias enteras hechas de antimateria. Galaxias que, si alguna vez llegaran a entrar en contacto con la nuestra, provocarían un cataclismo cósmico como jamás se ha visto.

La cuestión es que, a pesar de que las teorías actuales predicen que el Big Bang habría tenido que dar lugar a la misma cantidad de materia que de antimateria, parece que todo cuanto nos rodea está hecho de materia "normal". Dónde está, pues, la antimateria que falta? Es posible, dicen algunos, que en el origen se generara un exceso de materia y que todo lo que vemos sea lo que queda despuñes de que toda la materia y antimateria original se aniquilaran entre sí. Otros, sin embargo, piensan que muchas de las galaxias que podemos ver a través de nuestros telescopios podrían estar hechas de antimateria. ¿Quién tiene razón? Es pronto, muy pronto, para saberlo.

4. ¿Cuál será el destino del Universo?

El Universo, como demostró el astrónomo Edwin Hubble en 1929, se expande en razón de una constante que él mismo calculó. A cada minuto que pasa se hace más grande. Expansión que además, como hemos visto, se está acelerando en virtud de la "energía oscura". Eso significa que hace una hora el Universo era más pequeño, que hace un mes lo era aún más. Hace miles de millones de años, debió de existir un momento muy especial en que todo el Universo estuvo contenido en un punto microscópico, un punto que, de alguna manera, comenzó a expandirse y cuya expansión continúa en la actualidad.

La pregunta es: ¿Continuará para siempre este proceso de expansión? ¿O se detendrá alguna vez para dar inicio a una fase de contracción? El destino del Universo, como se sabe desde hace décadas, depende en gran medida de la cantidad de materia y de energía oscura que haya en él. Porque la materia es responsable de la fuerza de gravedad y la gravedad tiende a reunir la materia, es decir, se opone frontalmente a la fuerza de la expansión que pugna por separarla.

Más materia significa más gravedad, y la gravedad, si es lo suficientemente fuerte, es lo único que podría frenar el actual proceso de expansión y dar lugar a un periodo de contracción (Universo cerrado). Menos materia significaría menos gravedad, en cuyo caso la expansión continuaría eternamente, hasta que se apagara la última estrella en un Universo frío, oscuro y desolado (Universo abierto).

Pero si la cantidad de materia resultara ser la justa, entonces podríamos mantenernos en la línea intermedia entre estas dos soluciones (Universo plano). Lo que hay que hacer, resulta evidente, es calcular de una vez cuánta materia (y de qué clase) hay exactamente a nuestro alrededor.

5. ¿Existen otros Universos?

Hace apenas un siglo aún creíamos que la Tierra era el centro de todo lo que existe. Hoy, sin embargo, los espectaculares avances del conocimiento científico nos han exiliado a un apartado rincón de una galaxia que no tiene (aparte de nosotros mismos) nada de especial con respecto a las demás. Y puede que pronto tengamos que hacer lo propio con el concepto mismo de Universo. Universos cíclicos, Universos burbuja... existen varias descripciones matemáticas que sugieren que el nuestro no es el único Universo posible. No sólo eso, sino que podrían haber existido otros universos antes que el nuestro, y podría haber otros que nacieran después de que el que conocemos haya desaparecido.

Algunas teorías llegan incluso a sostener que, probablemente, existen otros universos contemporáneos, desarrollándose al mismo tiempo que el nuestro. El secreto de los universos paralelos se oculta, una vez más, en las condiciones que originaron el Big Bang. ¿Por qué motivo de la Gran Explosión habría tenido que surgir un sólo Universo? ¿Por qué no dos, o diez, o un número infinito de ellos? ¿No pudo haber en el origen múltiples burbujas y ser nuestra realidad en expansión sólo una de ellas?

6. ¿Qué había antes del Big Bang?

La mayoría de los científicos opinaría que es absurdo plantear la cuestión porque, entre otras cosas, con el Big Bang también surgió el tiempo, y «antes» es un concepto temporal que no puede aplicarse fuera del propio tiempo. Sin embargo, según ciertos cálculos, abordados en principio por un grupo reducido de «disidentes» sobre la posible existencia de «otros» universos, (cálculos que hoy empiezan a gozar de la aceptación general) la pregunta vuelve a encontrar sentido. Hay varias teorías sobre el «antes». La más extendida de ellas dice que nuestro universo podría estar «rebotando» sobre sí mismo, como una burbuja que se hincha y se deshincha, y que el Big Bang podría ser sólo el momento inicial de uno de esos rebotes.

Esta teoría implica la necesidad de que el Universo actual sea «cerrado», es decir, que la gravedad venza a la fuerza de expansión y provoque el comienzo de una etapa de contracción que vuelva a terminar en un punto, como el original, de infinita densidad. Algo que, por otra parte, parece no estar sucediendo. Según esta teoría, el nuestro sólo sería un ciclo más en medio de un número indeterminado de ciclos. Eso sí, un ciclo muy especial, en el que se han dado las condiciones precisas para que surjan unos seres (nosotros) capaces de preguntarse qué había antes del Big Bang.

7. ¿Hacia dónde va nuestra galaxia?

Como hemos visto, en el Universo todo se mueve, y no cabe duda de que, en términos generales, las galaxias se alejan las unas de las otras. Pero, dentro de este esquema existen otros movimientos, más concretos, provocados por otras fuerzas, probablemente gravitatorias, cuyo origen aún se desconoce. Nuestra galaxia, por ejemplo, junto a todas sus vecinas del Grupo Local de galaxias (unas veinte) se dirige a toda velocidad hacia el cúmulo de Virgo. No sería ésta la dirección lógica si siguiéramos, lisa y llanamente, las leyes de la expansión. ¿Qué nos atrae entonces hacia allí? ¿Qué misteriosa fuerza puede alterar el rumbo de todo un grupo de galaxias en el espacio?

Partamos desde el principio. Para calcular el movimiento del grupo de galaxias al que nosotros mismos pertenecemos, un observador situado en la Tierra debe tener en cuenta la superposición de varios movimientos «menores», como por ejemplo los 30 km/s de la Tierra en su órbita alrededor del Sol, los 230 km/s de todo el Sistema Solar alrededor del centro de nuestra propia galaxia o los 90 km/s a los que La Vía Láctea (nuestra galaxia) es atraída hacia su vecina más próxima, la galaxia de Andrómeda.

Descontados dichos movimientos, aún queda otro, de 600 km/s, de nuestra galaxia (y de todas sus compañeras del Grupo Local) hacia el Cúmulo de Virgo. Sin embargo, se ha comprobado que el Cúmulo de Virgo no puede ser responsable de todo este movimiento, ya que él mismo también se mueve en la misma dirección. Sea lo que sea lo que nos atrae, también atrae al cúmulo de Virgo. El siguiente candidato a «culpable», por el simple hecho de que está en la dirección hacia la que nos dirigimos, fue el supercúmulo Hidra-Centauro.

Pero cual no sería la sorpresa de los investigadores cuando descubrieron que también Hidra-Centauro (una agrupación de galaxias cientos de veces mayor que el cúmulo de Virgo) estaba aprisionado dentro de una atracción gravitatoria todavía mayor. Desconcertados, llamaron Gran Atractor al «monstruo» capaz de mover hacia sí mismo miles de galaxias como si fueran planetas alrededor del Sol. Sea lo que sea ese Gran Atractor, lo cierto es que todos, inevitablemente, nos dirigimos hacia allí.

Más información en el blog de Ciencia de ABC.es

Científicos confirman probable existencia del bosón de Higgs

Ginebra y La Habana (PL).- Con un lenguaje sumamente cauto, científicos del Laboratorio de Investigación Nuclear Europeo (CERN) confirmaron la existencia de una partícula con una masa de 125-126 gigaelectronvolts (GeV), la cual es consistente con el tan buscado bosón de Higgs, una partícula elemental que constituye la última pieza que faltaba en el monumental rompecabezas de la llamada “Teoría Estándar” que describe qué componentes exactamente forman la materia visible en el Universo.

Bolpress.com.- De acuerdo con la portavoz del experimento ATLAS, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), del CERN, Fabiola Gianotti, los datos muestran signos claros de esa nueva partícula con un nivel de confianza de sigma 5, equivalente a una certeza del 99,99994%.

Los resultados son aún preliminares, pero una señal sigma 5 en los 125 GeV es algo dramático. Es, con total seguridad, una nueva partícula. Sabemos que debe ser un bosón, y es el más pesado encontrado, ratificó por su parte Joe Incandela, portavoz del CMS. Agregó que las implicaciones de su hallazgo son muy significativas por lo cual debemos ser muy diligentes en nuestras comprobaciones y chequeos cruzados.

El bosón de Higgs es responsable -con su interacción- que todas las partículas elementales tengan masa, propiedad que hace que el mundo tenga el aspecto y propiedades que lo definen como tal. Su existencia fue postulada teóricamente en 1964 por Peter Higgs. Desde entonces los físicos han intentado comprobar experimentalmente esa predicción. Se espera que la publicación en una revista arbitrada se realice a fines de este mes.

A pesar de la ausencia de sensacionalismos en el anuncio oficial, realizado en Melbourne, Australia, durante el seminario ICHEP2012, la solidez estadística de los resultados acumulados en ATLAS y CMS son en la práctica la confirmación de que nuestra comprensión del universo según el Modelo Estándar de la Física es correcta.

De acuerdo con el CERN, el próximo paso será determinación precisa de la naturaleza de la partícula hallada. Entonces podrán responderse preguntas como ¿son todas sus propiedades las esperadas según el modelo teórico para el Higgs?, ¿se ha hallado, acaso, algo más exótico?

Puesto que el Modelo Estándar describe la naturaleza que observamos directamente (sus componentes y fuerzas), pero ésta es sólo el 4% del total del universo, una versión diferente del bosón de Higgs, explica el CERN, puede ser un puente a nuestra comprensión del 96% restante, que permanece oscuro.

Lo de la “partícula de Dios” va en serio

Ernesto Altshuler *

Uno de los conferencistas de la Asamblea General de la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP) de 2011 terminó su exposición con una declaración nada convencional: “El año que viene vamos a realizar un gran descubrimiento: si encontramos el bosón de Higgs, será un gran triunfo científico. Y, si no lo encontramos, ¡también!”.

Incluso para mí, acostumbrado al peculiar mundillo de los físicos, la declaración que acababa de oír sonaba bastante “autosuficiente”. Claro; el ponente era ni más ni menos que el profesor Heuer, director del CERN, bajo cuyo manto se realizan trascendentales experimentos en el llamado “Gran colisionador de hadrones”.

El anuncio del CERN del pasado 4 de julio de 2012 demuestra que la “autosuficiencia” del conferencista estaba completamente justificada: como resultado de nuevos y costosos experimentos, se ha encontrado una nueva partícula; un nuevo “ladrillo elemental” del Universo.

Con los datos disponibles en estos momentos, hay certeza de que la nueva partícula es un “bosón”...que, además, tiene “99 papeletas” para ser una de las variantes del tan esperado “bosón de Higgs”. (En honor a la verdad, en caso de que no se trate del bosón específico de marras, estaríamos en presencia de un resultado aún más divertido, ¡por exótico!).

El bosón de Higgs es una partícula elemental que constituye la última pieza que faltaba en el monumental rompecabezas de la llamada “Teoría Estándar”, la cual describe qué componentes exactamente forman la materia visible en el Universo -nosotros mismos incluidos-, así como la naturaleza de las fuerzas de interacción entre tales componentes.

Resulta algo así como el colofón (si existiera tal cosa en la Ciencia) de los extraordinarios aportes de genios de la talla de Galileo, Newton y Einstein. Dícese que el propio Higgs llamó alguna vez a su bosón “La partícula de Dios” -aunque prontamente se vio obligado a aclarar que, siendo ateo, se trataba solamente de una broma-.

A pesar de que la existencia del famoso bosón había sido predicha teóricamente por Higgs a mediados de la década del 60 siendo aún muy joven, no podía ser aceptada por la comunidad científica si no era comprobada experimentalmente -un requisito fundamental del “método científico”.

Los recientes experimentos del CERN parecen indicar la existencia de la escurridiza partícula, dando un impulso nada despreciable a nuestra comprensión de cómo funciona el Universo. Y, en mi opinión, también un impulso no menos sustancial a Higgs (hoy día de 78 años de edad) hacia un futuro Premio Nobel de Física -a cuya ceremonia bien podría ir acompañado de alguien involucrado en los experimentos del CERN que estos días están haciendo titulares.

* Doctor en Ciencias Físicas, profesor Titular Facultad de Física, Universidad de La Habana. Colaborador de Prensa Latina.

El significado de la física de partículas y su papel en el universo

Una disciplina cuyos hallazgos prometen revolucionar nuestra forma de ver el universo.

El Tiempo.com.- Los últimos meses han sido muy movidos para la física de partículas. Noticias como el supuesto avistamiento de neutrinos más rápidos que la luz y la posible detección del ansiado bosón de Higgs causaron revuelo. Pero la ciencia funciona a base de pequeños incrementos de conocimiento, y esos hallazgos no pueden tomarse como la última palabra, sino como un estímulo para seguir buscando respuestas a las preguntas básicas de la física: ¿Cuál es el origen de la masa (por qué las cosas pesan)? ¿Por qué estamos hechos de materia y no de antimateria? ¿Cómo era el universo en el instante de su creación? (Lea también: Científicos del Cern ven por primera vez dentro de la antimateria).

Por eso quisimos dar un vistazo a las últimas investigaciones, para responder las preguntas más frecuentes sobre esta gran ciencia de lo diminuto, que busca explicar el funcionamiento de la naturaleza. (Lea acá: Físicos creen estar cerca del bosón de Higgs o 'partícula de Dios').
¿Para qué invertir dinero y tiempo en este tipo de estudios?

Para entender de qué está hecho el universo y cómo funciona. Desde el punto de vista práctico, la física de partículas ha creado tecnologías como la World Wide Web (www).

¿Qué hace la física de partículas?
Los físicos de partículas hacen estrellar protones (partículas que componen los núcleos de los átomos) a velocidades impresionantes dentro de máquinas colisionadoras, y ver qué partículas subatómicas resultan de esos choques infernales. Más o menos, como darle un martillazo a un reloj para estudiar qué cosas salen volando.

¿Cómo funciona el colisionador/ acelerador de partículas más poderoso del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC)?
Piense en el LHC como el telescopio Hubble del 'espacio interior'. Es el experimento científico más complejo de la historia, operado por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), en Ginebra. Es un túnel circular de 27 km enterrado (a 150 m) bajo la frontera franco-suiza. Tras 16 años de construcción, a un costo de 10 mil millones de dólares, y con la participación de 6.000 científicos de 100 países, empezó a funcionar en marzo del 2010.

Para generar una colisión, se inyectan dos haces de protones en direcciones opuestas, viajando en dos tubos al vacío, dentro del corazón del túnel. Las partículas pasan a dos aceleradores circulares pequeños y, cuando toman cierta velocidad, van al anillo grande. Allí, son guiadas por 1.232 electroimanes, gruesos como troncos de árboles, unidos como salchichas y enfriados a -271 grados Celsius. (Lea acá: Colombianos participaron en investigación para solucionar misterio físico).

Cada segundo, los protones dan 11.245 vueltas al túnel. Cuando desarrollan el 99,9 por ciento de la velocidad de la luz, chocan de frente y convierten su energía titánica en la masa de nuevas partículas (como decía Einstein: E=mc2). El colisionador produce unos 800 millones de estrellones por segundo, lo que genera millones de partículas subatómicas disparadas en todas direcciones, que desaparecen en fracciones de segundo, y que los científicos estudian, esperando hallar esas que son nuevas y exóticas.

La información resultante, que incluye 40 millones de fotos por segundo, se analiza en 100 mil procesadores y ocupa el espacio equivalente a tres millones de DVD anuales, que especialistas en docenas de países escudriñan como buscando granos de oro en una playa.

¿Qué son hadrones?
Una categoría de partículas grandes, incluidos los protones.

¿Por qué es tan grande el LHC?
Es interesante que para estudiar las partículas más pequeñas tuviésemos que crear una máquina gigante. El LHC tiene 27 km porque, como Einstein nos enseñó, cuanta más energía (velocidad) les apliquemos a los protones que corren en el colisionador, más masa producirán al estrellarse. Entonces, cuanto más grande sea el acelerador, mayor será el choque y mejor la oportunidad de ver el 'zoológico' de partículas que hay en la naturaleza.

¿Qué es un electronvoltio y qué tanta energía producen las colisiones del LHC?
Un electronvoltio, la unidad básica de energía y masa, es la cantidad de energía que un electrón adquiere al pasar del lado negativo de una pila de un voltio al positivo. La energía producida en esas colisiones es de 14 trillones de electronvoltios. En realidad, no es mucho: al volar, una mosca produce un trillón de electronvoltios de energía cinética. Cada choque microscópico genera unas 30 trillonésimas de la energía que libera un bombillo de 60 vatios en un segundo. Lo que hace especial al LHC es que toda esa energía se concentra en un protón, mil millones de veces más pequeño que una mota de polvo.

¿Puede el Gran Colisionador producir un agujero negro que se trague la Tierra o a Europa?
Según las teorías existentes, el LHC no tiene la fuerza para crear uno. Incluso si se llegara a crear algún agujero negro microscópico, dicen, se evaporaría en menos de 30 segundos.

¿Por qué dicen que el LHC es como una máquina del tiempo?
Las colisiones de protones son estudiadas por cuatro detectores del tamaño de catedrales, cuya arquitectura, en capas, semeja una cebolla gigante. Los brutales choques recrean las condiciones de energía, temperatura y materia que existieron cuando el universo tenía menos de un segundo de edad.
Los expertos piensan que las leyes de la física evolucionaron, desde hace 14.000 millones de años, a medida que el universo se enfrió después de la Gran Explosión (Big Bang), pasando de trillones de grados Kelvin a las frígidas temperaturas de hoy (3 grados Kelvin). Algo similar a la forma en que cambia el agua, de vapor a líquido y a hielo, al bajar la temperatura.

A medida que el universo se enfrió, las partículas y las fuerzas, que eran una misma 'sopa', desarrollaron identidades propias, de la misma forma en que el español, el francés y el italiano salieron del latín. Entonces, haciendo chocar los protones entre ellos, los físicos crean pequeños bólidos que cobran vida brevemente, mostrando todas sus variaciones posibles al desintegrarse, y dejando huellas en montañas de computadores. (Siga este enlace para leer: ...y se hizo el Big Bang).

Cuando los protones chocan, ¿se oye alguna explosión?
No hay sonido alguno.

¿Qué otros usos le están dando o quieren darle al LHC?
Uno de los cuatro detectores del acelerador está diseñado para tomar medidas de las discretas diferencias entre la materia y la antimateria. Incluso, ha llegado a producir cantidades mínimas de antimateria. Otros físicos proponen usar el LHC para producir nuevas fuerzas y ensayar viajes en el tiempo.

¿Hay planes para un acelerador aún mayor que el LHC?
De aprobarse, el Colisionador Lineal Internacional (recto, en vez de circular) haría estrellar electrones con sus antipartículas (positrones). Uno de sus objetivos será hacer mediciones de lo que descubra el LHC.

Además de alojar al LHC, ¿por qué es famoso el CERN?
La gente lo asocia con la escena inicial de Ángeles y demonios, de Dan Brown. En el CERN se inventó la World Wide Web y ahora están en proceso de crear la Grid, una red de computadores que promete revolucionar al mundo en una forma más poderosa que Internet.

RelatividadLa revolución del neutrino
Los neutrinos son partículas muy rápidas, etéreas (supuestamente sin masa, pero hay evidencia contraria) y camaleónicas: cambian de traje y se convierten en otra cosa. En septiembre, un grupo de físicos italianos aseguró que rompían la barrera de la velocidad de la luz (llegando a su destino 60.000 millonésimas de segundo antes que los fotones). Esto es revolucionario, porque daría al traste con la teoría de la relatividad de Einstein, según la cual nada viaja a velocidades superlumínicas. De caer este principio, las cosas serían muy distintas, pues toda partícula más rápida que la luz viaja hacia atrás en el tiempo. El experimento se ha repetido en otros laboratorios, con resultados mixtos, así que habrá que esperar.

Modelo

Bosón Higgs, el eslabón perdido

Millones de dólares y varios premios Nobel culminaron en el Modelo Estándar, la teoría reinante en la física los últimos 35 años, que describe el comportamiento del universo subatómico. Todas las piezas de este rompecabezas han sido creadas en el laboratorio, excepto una: el bosón de Higgs.

Según el Modelo Estándar, las partículas elementales nacieron a partir de la Gran Explosión, sin peso. En 1964, el físico Peter Higgs, de la U. de Edimburgo, propuso que debía existir un mecanismo capaz de conferirle masa a todo lo demás. Esta partícula, propuso, crea una 'jalea' cósmica que permea todo, se les pega a las otras partículas y aumenta su peso. Haberla llamado la 'partícula de Dios' fue una ocurrencia periodística que lamentan los físicos. En diciembre, un par de grupos científicos, que trabajaban en los detectores del LHC, anunciaron tener "indicios tentadores" del Higgs, pero no tendrán más datos acerca de la existencia de la partícula hasta finales de este año.

Teoría

¿Qué es la materia oscura?

Es una sustancia invisible, que -según deducen los astrónomos- rodea los elementos visibles del cosmos, como las galaxias. El próximo paso en el Gran Acelerador de Hadrones, después de encontrar el bosón de Higgs, podría ser producir materia oscura.

Una de las tesis candidatas para explicar la materia oscura es la teoría de cuerdas, según la cual todas las partículas subatómicas del modelo estándar son vibraciones de una diminuta cuerda, parecida a un caucho. Lo que sigue faltando es una teoría que unifique todas las fuerzas del universo. Esa fue la infructuosa meta de Albert Einstein.

ÁNGELA POSADA-SWAFFORD
Para EL TIEMPO

El Gran Colisionador de Hadrones para principiantes

Su misión es reproducir el origen del universo o explicar el origen de la materia

ABC.es.- Se le llama generalmente LHC por sus siglas en inglés (Large Hadron Collider) aunque en España se le denomina Gran Colisionador de Hadrones o Gran Colisionador de Partículas. Su construcción y puesta en marcha ha supuesto un hito histórico para la física, en la medida en que puede desvelar algunos de los más importantes misterios del origen del Universo y, por tanto, de nosotros mismos.

Pese a su importancia, para una multitud de personas ajenas a los entresijos de la ciencia no pasa de ser unas simples siglas: LHC. ¿Qué es el Gran Colisionador de Hadrones? Inaugurado en 2008 y, tras una prematura avería, puesto en marcha de nuevo en diciembre de 2009, el LHC es un túnel en forma de círculo a cien metros bajo tierra en las cercanías de Ginebra y con una longitud de 27 kilómetros de largo.

¿Para qué sirve? Dentro de él, los científicos pueden hacer que dos partículas subatómicas alcancen el 99,9% de la velocidad de la luz -nada puede viajar más rápido que la luz tal y como estableció Einstein, ni si quiera los neutrinos, algo demostrado recientemente-. En un momento dado, se hace que las dos partículas choquen, liberando una gran cantidad de energía. Una explosión a ínfima escala que reproduce los efectos del Big Bang. Es decir el inicio del Universo observado en primera persona por el ser humano.

Pero en la lista de fugitivos más buscados del LHC se encuentra un elemento especialmente esquivo cuya existencia solo se ha podido teorizar: el Bosón de Higgs o ‘Partícula Divina’. Su nombre suena frecuentemente en los telediarios y se lee en los periódicos, aunque muchas personas ignoren –como ocurre con el LHC- lo que podría ser o qué importancia tendría. La complejidad de la explicación llevó en 1993 al entonces ministro de Ciencia Británico William Waldegrave a lanzar un desafío sin precedentes: “Aún no he decidido si mi departamento financiará los experimentos propuestos para buscar el bosón de Higgs, pero prometo financiar una botella de champagne a quien logre explicarme qué es”.

El Boson de Higgs es el elemento que permite que las partículas tengan masa. Y sin partículas sin masa no podría existir la materia tal y como la conocemos. De no hallarse, los fundamentos físicos por los que se han regido los científicos durante los últimos cien años quedarían en entredicho. Algo habría fallado. La importancia del LHC radica en la sospecha de que el choque en su interior de dos partículas puede producir un bosón, que se desintegraría casi al instante de su creación.

Los temores

La puesta en marcha trajo consigo una predicción catastrófica: la creación tras una colisión de un agujero negro que atrajese toda la materia a su alrededor y destruyera la Tierra. Algo que efectivamente puede producirse, tal y como formula Einstein pero, según los expertos del CERN, a una escala microescópica incapaz de causar efecto alguno.

Los enemigos del LHC adujeron otra teoría aún más difícil de creer, que es una máquina para viajar en el tiempo. Incluso hay quien afirmó que los retrasos y problemas para su puesta en marcha se debieron a sabotajes. ¡Realizados nada menos que por seres llegados del futuro!.

Los hasta hace poco tiempo desconocidos para el público en general neutrinos no han sido más que una de las muchas sorpresas que nos guarda el CERN y su Gran Colisionador de Partículas.

El Gran Acelerador de Partículas rompe un nuevo récord mundial de energía

Terra.com.pe.- El Gran Acelerador de Partículas (LHC) del Laboratorio Europeo de Física Nuclear (CERN) rompió esta madrugada un nuevo récord mundial de energía, sólo seis semanas después de que empezara a funcionar tras la parada técnica que realizó para recibir mantenimiento.

Poco después de la medianoche de hoy, dos haces de protones que circulaban en direcciones opuestas dentro del anillo del LHC colisionaron "al nivel de cuatro puntos de interacción", generando una energía récord de 8 TeV (teraelectronvoltios), comunicó el CERN.

Este resultado "aumenta considerablemente el potencial de descubrimiento de la máquina", agregó la institución.

El objetivo del experimento es que de las colisiones entre protones a una energía tan elevada surjan nuevas partículas cuya existencia se ha enunciado en tratados teóricos, pero que nunca han sido vistas.

La más buscada es sin duda el Bosón de Higgs, la partícula sobre la que reposan las bases del Modelo Estándar de la física y que es, por el momento, la única explicación disponible sobre una cuestión tan fundamental como el origen de la materia.

"Gracias a la experiencia adquirida en los dos años de explotación fructífera a una energía de 3,5 TeV por haz, podemos elevar de manera serena la energía este año", comentó el director de los aceleradores y tecnología del CERN, Steve Myers.

La idea inicial era que los haces de protones inyectados en el LHC viajaran en 2012 propulsados por una energía de 3,5 TeV, pero el óptimo rendimiento de la máquina durante el año pasado convenció a los científicos de que valía la pena aumentar la intensidad hasta los 4 TeV.

Gracias a esta apuesta, la energía acumulada de colisión ha llegado ahora hasta los 8 TeV, que jamás se había alcanzado en ningún otro experimento.

Este avance multiplica las posibilidades de descubrir ciertas partículas hipotéticas, como las llamadas "supersimétricas", que se espera sean producidas en mucho mayor número a una energía más alta.

La supersimetría es una teoría de la física de partículas que va más allá del actual Modelo Estándar y que podría explicar la presencia de la materia oscura en el Universo.

Igualmente, a 8 TeV la partícula de Higgs, si existe, será producida en mayor cantidad que si la máquina funcionase sólo a los 7 TeV previstos anteriormente.

El riesgo es que también aumenten otro tipo de "señales" que podrían eventualmente ser confundidas con dicha partícula, por lo cual los investigadores consideran que se requiere al menos un año completo de explotación "para transformar los índices prometedores observados en 2011 en descubrimientos o excluir definitivamente a Higgs del Modelo Estándar", indicó el CERN.

El pasado diciembre, los equipos de los detectores del LHC que buscan partículas nuevas anunciaron los resultados obtenidos hasta entonces, que daban indicios de la presencia del Bosón de Higgs, pero a un nivel estadístico todavía insuficiente como para proclamar el gran descubrimiento.

Búsqueda de la "Partícula de Dios" se reanuda tras 2 meses

Terra.com.pe.- El sistema de aceleradores del Centro Europeo de Física de Partículas (CERN) ha vuelto a ser encendido tras más de dos meses de parada técnica, confirmó hoy a Efe el portavoz de este organismo científico.

De este modo, más de 5.000 científicos emprenden una nueva y decisiva etapa en la búsqueda del "Bosón de Higgs", una partícula hipotética en la que se basa el modelo estándar de la física moderna y que explicaría el origen de la materia.

"Los aceleradores están arrancando ahora, pero los primeros haces de protones no serán inyectados en el Gran Acelerador de Hadrones (LHC) hasta mediados de marzo y las colisiones seguirán hacia finales de ese mes", precisó el portavoz del CERN, James Gillies.

El LHC funcionará este año a una energía de 4 TeV (teraelectronvoltios) para que se pueda obtener el máximo volumen de datos posibles y establecer o descartar la existencia de la partícula de Higgs, llamada así por el físico Peter Higgs, quien la enunció en 1964.

El gran acelerador funcionó el año pasado a una energía de 3,5 TeV y se planeaba mantener esa potencia, pero el buen rendimiento de la máquina y la ausencia de problemas técnicos llevó últimamente a los responsables del CERN a decidir aumentar la energía en 0,5 TeV.

Con el volumen de datos que se reunirá de aquí a fin de año se llegará a una cantidad equivalente a 15 femto-barn inversos (Fv-1), lo que se considera suficiente para llegar a un resultado definitivo.

Durante 2011, los detectores ATLAS Y CMS -dos de los cuatro con los que cuenta el LHC y que están dedicados exclusivamente a buscar nuevas partículas, incluida la de Higgs- ofrecieron datos en los que los físicos vieron "señales" de la presencia de la también llamada "partícula divina", pero mantuvieron que la investigación debía continuar.

Se explicó que la "significación estadística" de esos resultados todavía no era suficiente como para confirmar la existencia del Bosón de Higgs, por lo que todavía se requieren cientos de miles de millones de colisiones adicionales de haces de protones para corroborarlo o eliminar esa posibilidad.

Los próximos meses serán cruciales también porque a fin de año el LHC entrará en una pausa de hasta dos años para un mantenimiento técnico profundo y que se realicen algunos cambios a la máquina que están pendientes.

La "máquina de Dios refuerza motores"

El LHC aumenta la energía de las colisiones con el objetivo de determinar la existencia del bosón de Higgs este mismo año

ABC.es.- El Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el gigantesco experimento de física de partículas situado bajo la frontera franco suiza y cuyo objetivo es desentrañar algunos de los grandes misterios sobre el origen del Universo, funcionará este año con una energía superior a la que nunca ha empleado. La «máquina de Dios», como se la conoce popularmente, enviará un haz de partículas de 4 TeV (teraelectronvoltios), 0,5 más que en 2010 y 2011. El Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) ha tomado esta decisión con el fin de descubrir -o descartar definitivamente su existencia- el escurridizo bosón de Higgs, la partícula que, supuestamente, da masa a todas las demás.

Este incremento en la energía está acompañado de una estrategia para optimizar el funcionamiento del LHC, de forma que esté en condiciones de proporcionar la máxima cantidad posible de datos en 2012, antes de que el acelerador entre en una larga parada para preparar su funcionamiento a una energía mayor. El objetivo para este año es conseguir 15 femtobarns inversos de datos para ATLAS y CMS (los dos grandes experimentos del LHC), un factor tres mayor de lo alcanzado en 2011. El espacio entre los paquetes de partículas inyectados en el LHC se mantendrá en 50 nanosegundos.

«Cuando empezamos a operar el LHC en 2010 escogimos el rango de energía seguro más bajo acorde con la física que queríamos hacer», explica el director de Aceleradores y Tecnología del CERN, Steve Myers, en un comunicado. «Dos buenos años de experiencia en la operación de los haces y muchas medidas adicionales realizadas en 2011 nos dan la confianza para subir con seguridad una muesca más, y por tanto extender el alcance de los experimentos antes de que el LHC entre en su primer apagón largo».

El excelente funcionamiento del LHC en 2010 y 2011 ha traído indicios prometedores de «nueva física», estrechando notablemente el rango de masas para detectar la partícula de Higgs en una ventana de solo 16 GeV (gigaelectronvoltios). Dentro de este rango, tanto el experimento ATLAS como CMS han visto indicios de que el bosón de Higgs podría existir en un intervalo entre 124 y 126 GeV (más de 100 veces la masa de un protón). Sin embargo, para transformar estos indicios en un descubrimiento, o para descartar por completo la partícula de Higgs propuesta por el Modelo Estándar de Física de Partículas, se requiere un año más de datos válidos.

Un nuevo capítulo de la Física

El calendario anunciado prevé que los haces de partículas vuelvan a circular por el LHC el próximo mes de marzo y lo hagan hasta noviembre. Será entonces cuando se inicie una parada técnica de alrededor de 20 meses, para prepararse para el funcionamiento a la energía máxima para la que está diseñado, 7 TeV por haz.

«Para cuando el LHC entre en su primera parada larga al final de este año sabremos tanto si existe la partícula de Higgs o se descarta su existencia tal y como la predice el Modelo Estándar», señala el director de Investigación del CERN, Sergio Bertolucci. «Ambas situaciones serían un avance muy importante en nuestra exploración de la naturaleza, acercándonos al entendimiento de cómo las partículas fundamentales adquieren sus masas y marcando el comienzo de un nuevo capítulo en física de partículas».

Descubren nueva partícula subatómica

El chi b(3P) fue encontrado luego de chocar protones a grandes velocidades dentro del Gran Colisionador de Hadrones. Su existencia ya había sido calculada.

Perú 21.pe.- El mayor acelerador de partículas del mundo, célebre por su búsqueda del bosón de Higgs, permitió descubrir otra partícula subatómica cuya existencia era calculada por los teóricos, anunciaron hoy científicos británicos.

Al hacer chocar protones a grandes velocidades dentro del Gran Colisionador de Hadrones), los científicos descubrieron el bosón —nombre que se le da a uno de los dos tipos básicos de partículas elementales de la naturaleza— denominado “chi b(3P)”, una de cuyas versiones más ligeras era conocida desde hace un cuarto de siglo.

“Mientras que la gente se interesa en el bosón de Higgs, mucha de la masa de los objetos cotidianos tiene por origen la interacción fuerte que estudiamos al utilizar el chi b(3P)”, señala el profesor de la Universidad de Lancaster Roger Jones, quien participó en el experimento ATLAS del LHC.

“Nuestras nuevas medidas son perfectas para poner a prueba los cálculos teóricos de las fuerzas que actúan sobre las partículas fundamentales y nos llevará un paso más cerca de comprender cómo el universo se mantiene unido”, indicó la científica Miriam Watson, quien también formó parte del análisis.

Más allá de la partícula de Dios: El CERN sienta las bases de la «nueva Física»

Ha cumplido con los objetivos marcados en 2011. Pese a que no han encontrado aún la partícula de Dios, ya se sabe dónde está y cómo buscarla. El próximo paso será elevar la potencia de luminosidad, para aumentar el número de colsiones hasta multiplicarlas por 10 y encontrar las piezas del puzzle que les falta.

 

17 Diciembre 11 - Madrid - Pilar Pérez

La Razón.es.- Va más allá de conocer esa ansiada pieza del puzzle de la Física, el Bosón de Higgs o la famosa «partícula de Dios». El Gran Colisionador de Hadrones (LCH, por sus siglas en inglés) tiene otros propósitos, como manifiesta Manuel Aguilar, responsable del Proyecto Espectrómetro Magnético Alpha (AMS) del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas y vicepresidente del Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN), «la razón de ser del LHC es explorar las leyes que rigen el microcosmos en una región de energías hasta ahora innacesible y una primera prioridad del programa de investigación era tratar de identificar la partícula del Bosón de Higss, predicha por el Modelo Estándar, o, en su defecto, excluir su existencia. Ambas metas están próximas y, casi con certeza, llegaremos a ellas dentro de un año».

En esta senda, y para llegar a una mayor comprensión de los fenómenos del Universo preven incrementar la luminosidad del LHC en 2020. Si todo va bien, el LHC 2.0 o de «alta luminosidad» estará a pleno rendimiento dentro de ocho o nueve años, gracias a la cooperación de los científicos del CERN y de colegas estadounidenses y japoneses. La actualización permitirá a los operadores llevar a cabo hasta 10 veces más de colisiones respecto a los cientos de ahora, lo que permitirá una visión profunda sobre la composición del Universo.

Gracias a este paso se comprenderá mejor lo que ocurre cuando las partículas colisionan en un acelerador de partículas y se podrá evaluar con mayor exactitud el funcionamiento del LHC. «Éste ya produce una luminosidad más elevada que cualquier otro acelerador de protones de alta energía del mundo», explica el CERN en un comunicado, pero su mejora ayudará a estudiar con más precisión y exactitud los procesos extremadamente raros que suceden en el curso de la colisión de las partículas.

«Cientos de millones de partículas colisionan cada segundo en el LHC, pero los procesos que nos interesan sólo se producen unas pocas veces al día», apunta Sergio Bertolucci, director de investigación del CERN. «Como estos procesos son muy raros, incrementar la luminosidad puede marcar la diferencia en las mediciones de precisión y nos puede llevar a descubrimientos», añade Bertolucci. «Todas estas nuevas tecnologías implican nuevos estudios, pero los socios del proyecto tienen el conocimiento necesario para desarrollarlos con éxito», declaró Lucio Rossi, coordinador del LHC de alta luminosidad. Conocer los procesos del Universo, es uno de la máximas y por ello cobra relevancia el experimento CAST –llevado a cabos por un grupo español de la Universidad de Zaragoza–, que trata de detectar el axión, una nueva partícula que sería candidata para formar parte de esa materia oscura posterior al Big Bang.

Ante el escepticismo e incluso el temor inicial, el LCH ha cumplido con creces las metas marcadas. «En 2011 el acelerador LHC ha funcionado con unas prestaciones que han superado las previsiones más optimistas. Se ha acumulado un volumen de datos cinco veces superior a lo esperado. En este sentido las expectativas del CERN se han cumplido más allá de lo razonablemente estimado», como expone Aguilar.

Todas las colisiones, las más de 400 que se han producido en el túnel, también han puesto a prueba de manera más exigente el modelo estándar de la Física de Partículas y han permitido profundizar enla comprensión del Universo primordial. Esto se debe, como apuntan los expertos, a que «vivimos una experiencia apasionante para la comunidad científica internacional porque ha permitido ingresar en territorios hasta ahora inexplorados en la búsqueda de una nueva Física». «Probablemente, la partícula Higgs nos pueda arrojar luz sobre el origen de la energía oscura necesaria para explicar la expansión acelerada del Universo. Esa energía oscura que en el balance de energía-materia constituye alrededor del 70 por ciento del Universo», manifiesta Carlos Pajares, actual representante científico de España en el CERN.

Durante las próximas semanas, el LHC iniciará una nueva experiencia de colisiones de protones con iones de plomo con el fin de intentar sondear la estructura interna de este último elemento, de mayor masa que los protones. En cualquier caso, como expone Aguilar, «conviene no olvidar que la Ciencia produce con gran frecuencia resultados que desafían la intuición humana y los esquemas y teorías en vigor. Por eso debemos estar preparados para sorpresas y alguna nos llevaremos en los próximos años con los datos del LHC. De este modo, avanza la Ciencia y por eso el quehacer científico es una tarea cultural fascinante».