El experimento basado en Japón está un paso más
cerca de responder preguntas desconcertantes sobre la antimateria.
Por primera
vez, el Colisionador SuperKEKB en el laboratorio KEK en Tsukuba, Japón, está
destrozando partículas en el corazón de un detector gigante llamado Belle II.
"Estas primeras colisiones representan
un momento que todos nosotros en Belle II hemos estado esperando durante mucho
tiempo", dice Elisabetta Prencipe, científica del centro de
investigación alemán Forschungszentrum Juelich, que trabaja en el software de
seguimiento de partículas y análisis estadísticos para Belle II. "Es un paso adelante para abrir una
nueva puerta al universo y nuestra comprensión de él".
El proyecto
busca posibles diferencias entre la materia y su gemelo del mundo espejo, la
antimateria, para descubrir por qué nuestro universo está dominado por solo uno
de los dos. El experimento lleva siete años en desarrollo.
Durante la
construcción del Detector Belle II, se volvió a poner en servicio el acelerador
SuperKEKB para aumentar el número de colisiones de partículas, una medida
llamada luminosidad.
Incluso ahora,
el acelerador se está preparando para la segunda parte de esta actualización,
que se llevará a cabo por etapas en los próximos 10 años.
La
actualización enfocará más estrechamente los haces y solidificará la posición
de SuperKEKB como el acelerador de mayor luminosidad en el mundo.
El 21 de
marzo, SuperKEKB almacenó con éxito un
haz de electrones en el anillo principal, y el 31 de marzo almacenó un haz
de positrones, contrapartes antimateria del electrón. Con las dos vigas en
colisión en su lugar, Belle
II vio sus primeras colisiones exitosas en la actualidad .
KEK / Belle II
La belleza de los Quarks
Los científicos
predicen que la antimateria y la materia deberían haber sido creadas en
cantidades m iguales durante las tempranas y calientes etapas del Big Bang que
formaron nuestro universo.Cuando
la materia y la antimateria se encuentran, se aniquilan en un estallido de
energía. Sin embargo, a pesar de su supuesta proporción igual, la materia
claramente ganó la batalla y ahora compensa todo lo que vemos a nuestro
alrededor. Es este misterio confuso que Belle II busca desentrañar.
La belleza de
Belle II radica en su capacidad para detectar restos inimaginablemente
diminutos de colisiones de alta energía entre electrones y positrones,
partículas tan pequeñas que no están formadas por nada más.
En esta basura,
los científicos buscan la física más allá de lo que actualmente saben
comparando las propiedades de las partículas con sus predicciones.
El detector es
especialmente sensible a la forma en que decaen otras partículas fundamentales
llamadas quarks. Puede estudiar de cerca las propiedades de los quarks y
la estructura de los hadrones: partículas hechas de múltiples quarks unidos
estrechamente.
En el núcleo de Belle II, los
electrones y positrones colisionan a una energía lo suficientemente alta como para
crear mesones B, partículas hechas de una materia y un Quark antimateria. Los
científicos están particularmente interesados en los quarks inferiores, también conocidos como Quarks de Belleza.
Los Quarks Inferiores se producen
junto con los Quarks Encanto en el centro de Belle II. Ambos son primos
más robustos de Quarks Arriba (Up) y abajo (Down), que componen toda la materia
común, incluido nosotros y cualquier dispositivo que esté utilizando para leer
este artículo.
Las colisiones también producen Leptones
tau, que son como electrones masivos. Todas estas partículas rara vez se
encuentran en la naturaleza, y observarlas puede revelar nueva física.
Dado que los Mesones
B contienen Quarks inferiores, que tienen diversos tipos de caries, los
científicos utilizarán Belle II para observar las diferentes descomposiciones
de mesones.
Si un mesón
que contiene Quarks regulares se descompone de manera diferente a uno que
contiene sus gemelos antimateria, esto podría ayudar a explicar por qué el
universo está lleno de materia.
Refuerzo de
Belle
Belle II es el
sucedor de experimentos anteriores utilizados para producir mesones B, Belle y BaBar. Grabará
alrededor de 40 veces más colisiones que la Belle original. También es una
tremenda colaboración entre 25 países, con 750 físicos nacionales e
internacionales.
"Cada
medida que hemos realizado hasta este momento y cada indicio de nueva física
está limitada por las estadísticas y la cantidad de datos que tenemos", dice Tom Browder, profesor de la
Universidad de Hawai y portavoz de Belle II. "Está muy claro que para encontrar una nueva física necesitamos
mucha más información".
Con más colisiones en el centro de
Belle II, los científicos tienen más oportunidades para que se produzca un
evento de descomposición poco común o inaudito, lo que les brinda una mejor
comprensión del comportamiento de los Quarks y de cómo influye en la creación
del Univwrso
"Con 40 veces más colisiones por segundo
que el experimento Belle anterior, podremos buscar desintegraciones raras,
posiblemente observar nuevas partículas e intentar responder preguntas aún no
resueltas sobre el origen del universo", dice Prencipe. "Muchos de nosotros estamos muy emocionados porque esto
podría significar el comienzo de una nueva era, donde se esperan muchos datos,
se probarán nuevos detectores y tenemos grandes posibilidades de realizar
física única".
Fuente: Symmetry - Sarah
Lawhun - 25.abril.2018
Traduccion libre de Z’Hoká
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