EL “LHC” TERMINA LA SEGUNDA TEMPORADA DE TOMA DE DATOS

Los operadores de hoy guiaron el último rayo de partículas de este año fuera de circulación en el Gran Colisionador de Hadrones, el acelerador de partículas más poderoso del mundo en la Organización Europea para la Investigación Nuclear, o CERN.

Así finaliza la segunda ejecución del LHC y comienza su segunda parada prolongada, la oportunidad de realizar actividades de mantenimiento y consolidación en la máquina y sus detectores, así como completar la instalación y la puesta en marcha de las actualizaciones iniciales de los detectores. El LHC no volverá aumentar protones hasta marzo de 2021.

Pero según la científica Viviana Cavaliere, del Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU., Solo porque no haya una viga no significa que el trabajo se detenga.

"La mayoría de los resultados que planeamos publicar utilizando los datos de Run II aún no están listos", dice ella. "Ahora tenemos dos años para terminar de procesar y analizar los datos que hemos recopilado".

He aquí un vistazo a lo que los científicos han logrado durante esta carrera hasta ahora.

Muchos, muchos y muchos datos.

Los científicos han registrado una cantidad increíble de datos desde el inicio de la Carrera II en marzo de 2015, cinco veces más que el LHC producido en la Carrera I.

El acelerador produjo aproximadamente 16 millones de billones de protones-protones (es decir, un 16 seguido de 15 ceros). 

Para poner eso en perspectiva, se trata de una colisión por cada hormiga que vive actualmente en la Tierra.

Algunos factores permitieron un gran salto en la cantidad y calidad de datos entre Run I a Run II. Durante la segunda ejecución, los expertos exprimieron los dos haces de protones del LHC en flujos de racimos compactos más espaciados justo antes de que ingresaran en los detectores, generando más colisiones durante cada cruce de racimos.

Esto disminuyó el tiempo entre colisiones de cada 50 nanosegundos a cada 25 nanosegundos, dando a los experimentos un flujo de datos más continuo. 

Durante los últimos dos años de operación, el LHC logró un 50% de tiempo de actividad, lo que significa que colisionó activamente protones durante un promedio de 12 horas al día, siete días a la semana, durante seis meses al año. (Durante el último año de la Carrera I, el tiempo de aceleración del acelerador fue del 36 por ciento).

Pero los cambios en el resto del complejo del acelerador del CERN permitieron que el LHC alcanzara su máximo rendimiento.

"Los protones se introducen en el LHC a través de una larga cadena de aceleradores de inyectores, y fue un esquema de producción de haz mejorado en estos inyectores que realmente nos permitió alcanzar una tasa de colisión tan grande", dice Rende Steerenberg, el jefe de operaciones de LHC.

Por ejemplo, los físicos del acelerador descubrieron que, si primero fusionaban dos grupos de protones y luego los dividían varias veces, podrían inyectar un haz más denso en el LHC que a su vez aumentaría la probabilidad de que dos protones colisionaran. Durante el cierre, científicos, ingenieros y técnicos continuarán modernizando todo el complejo del acelerador del CERN para preparar la máquina para que lleve rayos de protones increíblemente intensos para el LHC de alta luminosidad planificado en 2026, lo que aumentará la tasa de colisión del LHC en un factor de cinco.

"El LHC solo ha producido alrededor del 6 por ciento de la cantidad total de datos planeados para su vida útil", dice Steerenberg. “Pero el LHC solo es tan bueno en sus inyectores. Necesitamos modernizar el resto del complejo de aceleradores del CERN para que podamos continuar presionando lo que sea posible ".

Revelando el Higgs con ATLAS y CMS

Durante la primera ejecución del LHC, los científicos en los experimentos ATLAS y CMS descubrieron el Bosón de Higgs (también conocida como La Partícula de Dios)*. Ahora, están usando los datos recopilados de Run II para ponerlos bajo el microscopio.

"Durante la Ejecución I, solo estábamos tratando de entender si este nuevo golpe fue el Bosón de Higgs", dice Joel Butler, científico principal del Laboratorio de Acelerador Nacional Fermi del DOE, quien fue el portavoz de la colaboración de la CMS entre 2016 y 2018. "Durante la ejecución II , pudimos realizar mediciones detalladas de sus propiedades e interacciones. Ahora podemos usar el Higgs como cualquier otra partícula, incluso para buscar nueva física ".

Las mediciones de Higgs más importantes realizadas con los datos de Run II mostraron directamente que Higgs no se comunica solo con los bosones que transportan la fuerza, como los bosones W y Z, sino que también interactúa con las partículas de "materia". 

Los científicos de LHC estudiaron cómo los Higgs interactúan con las partículas de materia fundamental más pesadas: el quark bottom , el quark top y el tau leptón.

"Estas interacciones son predichas por el Modelo Estándar", dice Butler, "y nuestro trabajo como científicos es probar el Modelo Estándar".

El Modelo Estándar es una serie de fórmulas que vinculan todas las partículas fundamentales conocidas juntas. Basado en propiedades como carga, giro, masa y clase, el modelo puede predecir cómo se comportará cada partícula con las demás. 

Antes de que LHC Run II comenzara, la mayor parte del sector de Higgs estaba sin explorar y sin probar. Ahora, los científicos han escrito muchas de estas mediciones e incluso han comenzado a utilizar el Higgs como herramienta para buscar los que no encajan en el Modelo Estándar, como las partículas de materia oscura.

Los científicos en los experimentos de ATLAS y CMS también están reevaluando cómo la nueva física podría surgir de sus datos experimentales. "Principalmente, buscamos un exceso de eventos en un entorno sin problemas", dice Cavaliere, miembro de la colaboración de ATLAS. "Pero no sabemos cómo será la nueva física, y podría ser que sea más compleja que eso".

Una idea que ha ido creciendo en popularidad es que las nuevas partículas podrían ser algo estables y durar lo suficiente como para viajar una corta distancia a través de los detectores antes de descomponerse. 

Y para llegar potencialmente a nuevos descubrimientos, los científicos han comenzado a implementar técnicas computacionales sofisticadas como el aprendizaje automático para buscar señales que los algoritmos tradicionales podrían pasar por alto.

Descubriendo las vidas secretas de los Quarks con LHCb

Desde el inicio de Run II, los científicos de LHCb han descubierto una gran cantidad de nuevos tipos de partículas compuestas. Lo hicieron utilizando principalmente datos de Run I.

"Vamos a tener una avalancha de resultados de Run II en los próximos cinco a seis meses", dice Sheldon Stone, investigador de LHCb y profesor en la Universidad de Syracuse. "Lleva un tiempo terminar este tipo de análisis".

Antes del LHC, los físicos habían encontrado quarks unidos en pares (como el pión) y trillizos (como el protón y el neutrón). Sospechaban que podrían ser posibles combinaciones aún más complicadas.

En 2014, el LHCb anunció pruebas convincentes del primer tetraquark, compuesto por cuatro quarks, y en 2015 anunció el descubrimiento del primer pentaquark , compuesto por cinco.

Esta curiosidad acerca de los quarks ha llevado a LHCb a profundizar en un misterio sobre cómo los quarks ven leptones, que vienen en tres sabores: electrón, muón y tau. 

Uno de los principios del modelo estándar es que los quarks son insensibles al sabor lepton y, por lo tanto, deben tratar a los tres por igual. 

Sólo las diferentes masas desempeñan un papel pequeño y bien entendido en sus interacciones. Pero los resultados de LHCb han demostrado repetidamente que algunas partículas basadas en quarks tienen una preferencia leve e inesperada.

"Varias mediciones de LHCb han indicado que la interacción con el muón se suprime en comparación con la de los electrones", dice Stone.

Otro análisis de LHCb indica que algunas partículas basadas en quarks favorecen la descomposición en leptones tau sobre los muones. Esto hace eco de las mediciones anteriores realizadas por científicos en el experimento BaBar en SLAC y el experimento Belle en Japón, que mostró el mismo desequilibrio inesperado. Los científicos de LHCb están preparando análisis que utilizarán la gran cantidad de datos recopilados durante la Carrera II para investigar.

Explorando el QGP con ALICE

El Experimento ALICE es único entre los cuatro gigantes de LHC porque no es un experimento de física de partículas; es un experimento dedicado de física nuclear.

Durante aproximadamente tres semanas al año, el LHC colisiona núcleos atómicos pesados. Estas colisiones tienen suficiente energía para cocinar una sopa subatómica caliente y densa llamada plasma de quark-gluón , un estado de la materia que los científicos creen que existió en el universo temprano, justo después del Big Bang.

"El plasma de quark-gluón era el material más caliente del universo en ese momento, más de 100,000 veces más caliente que el centro del Sol", dice Mateusz Ploskon, físico de ALICE en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del DOE. “Llenó todo el universo unos 10 microsegundos después del Big Bang y aún podría existir hoy en el corazón de las estrellas de neutrones. ALICE fue diseñada para descubrir sus propiedades físicas, como la temperatura, densidad, viscosidad y cómo fluye, se transforma y cristaliza en la materia bariónica conocida".

Durante LHC Run II, los científicos de ALICE hicieron un descubrimiento sorprendente; encontraron que algunas colisiones raras protón-plomo y protones-protones produjeron una gran cantidad de partículas e imitaron las firmas de las colisiones plomo-plomo, lo que sugiere que incluso en pequeños sistemas de colisión podrían producirse pequeñas gotas de plasma de quark-gluón.

Esto "nos sorprendió", dice Ploskon. “Todavía tenemos que entender completamente las consecuencias de algunas de las nuevas observaciones. Sin embargo, expanden claramente nuestro conocimiento de la cromodinámica cuántica, la teoría de la fuerza fuerte ".

Los científicos de ALICE también pudieron establecer que los quarks pesados, como los quarks charm, se mueven y fluyen dentro del plasma quark-gluon. Los quarks pesados ​​se producen durante la destrucción inicial de los núcleos atómicos, por lo que experimentan todas las etapas de la evolución del plasma de quarks y gluones e interactúan con todos los constituyentes. Comprender cómo se mueven y fluyen los quarks pesados ​​es dar a los científicos una mejor comprensión de las propiedades del plasma de quark-gluón antes de que se congele en la materia conocida del universo

Fuente: Compilación desde SYMMETRY - 03. Diciembre.2018

 (*) Glosario

Bosón de Higgs o partícula de Higgs es una partícula elemental propuesta en el modelo modelo estándar de física de partículas. Recibe su nombre en honor a Peter Higgs quien, junto con otros, propuso en 1964 el hoy llamado mecanismo de Higgs para explicar el origen de la masa de las partículas elementales. El bosón de Higgs constituye el cuanto del campo de Higgs, (la más pequeña excitación posible de este campo). Según el modelo propuesto, no posee espín, carga eléctrica o color, es muy inestable y se desintegra rápidamente: su vida media es del orden del zeptosegundo. En algunas variantes del modelo estándar puede haber varios bosones de Higgs

El 4 de julio de 2012, el CERN anunció la observación de una nueva partícula «consistente con el bosón de Higgs», pero se necesitaría más tiempo y datos para confirmarlo. ​ El 14 de marzo de 2013 el CERN, con dos veces más datos de los que disponía en su anuncio del descubrimiento en julio de 2012, se encontró que la nueva partícula se asemejaba aún más al bosón de Higgs. (Fuente: Wikipedia)

Traducción libre de Soca

PRIMERA FOTO OBTENIDA DE LA LUZ COMO PARTÍCULA Y ONDA

Primera foto de la luz como partícula y onda

La luz es una forma de energía que ilumina las cosas cuando es reflejada y las hace visibles; se propaga mediante partículas llamadas fotones.

Los fotones  (o luz)  se comportan tanto como partícula u onda. Es una partícula indivisible que se mueve, siempre, a una velocidad constante, individualizada como “c”, que se ha llamado”velocidad  luz”, la cual en el vacío es de 299.792,458 kilómetros por segundo (se ha generalizado en redondearla en 300.000 Km/s). Es la máxima velocidad de propagación posible en el Universo.

Tiene propiedades corpusculares como ondulatorias (dualidad onda-corpúsculo). Se comporta como una onda en fenómenos como la refracción que tiene lugar en una lente, o en la cancelación por interferencia destructiva de ondas reflejadas; sin embargo, se comporta como una partícula cuando interactúa con la materia para transferir una cantidad fija de energía.

Los científicos han tratado de  de observar directamente los dos aspectos de la luz al mismo tiempo, lo cual fue logrado los investigadores de EPFL (École Polytechnique Fedérale de Lausanne, Suiza / Escuela Politécnica Federal de Lausanne, en español), que consiguieron captar la primera fotografía instantánea del comportamiento dual de los fotones.

De acuerdo al comunicado de EPFL:

“Cuando la luz UV golpea una superficie de metal, que causa una emisión de electrones. Albert Einstein explicó este efecto "fotoeléctrico", proponiendo que – según él pensaba la luz sería sólo una onda - es también una corriente de partículas. A pesar de que una gran variedad de experimentos la han observado con éxito como Partículas y también su comportamiento como Onda de luz, nunca habían podido observar las dos cosas al mismo tiempo.

Un equipo de investigación dirigido por Fabrizio Carbone en la EPFL han llevado a cabo un experimento con un giro inteligente: el uso de electrones a la luz de la imagen. Los investigadores lograron capturar por primera vez en la historia, una sola instantánea de la luz comportándose simultáneamente como onda y una corriente de partículas.

El experimento se configuró así: Un pulso de luz láser es disparado a un pequeña nanocable metálico. El láser añade energía a las partículas cargadas en el nanocable, haciendo que vibren. La luz viaja a lo largo de este pequeño alambre en dos direcciones posibles. Cuando las ondas que viajan en direcciones opuestas se reúnen entre sí forman una nueva ola que parece que está de pie en su lugar.

En esta forma la onda estacionaria se convierte en la fuente de luz para el experimento, irradiando alrededor del nanocable. Aquí es donde esta el truco del experimento: Los científicos dispararon una corriente de electrones cerca de los nanocables, usándolos para la imagen de la onda estacionaria de la luz. 

Como los electrones interactúan con la luz confinada en los nanocables, o bien aceleran o retrasan. Utilizando el microscopio ultrarrápido lograron capturar en la imagen de la posición en la que se produjo este cambio en la velocidad, el equipo de Carbone ahora podía visualizar la onda estacionaria, que actúa como una huella dactilar de la naturaleza ondulatoria de la luz.

Si bien este fenómeno muestra la naturaleza de onda de la luz, demostró también simultáneamente su aspecto de partícula. Como los electrones pasan cerca de la onda estacionaria de la luz, "golpean" las partículas de la luz, los fotones. 

Como se mencionó anteriormente, esto afecta a su velocidad, por lo que se mueven más rápido o más lento. Este cambio en la velocidad aparece como un intercambio de energía "paquetes" (quanto) entre electrones y fotones. La ocurrencia de estos paquetes de energía muestra que la luz en el nanocable se comporta como una partícula.

Por supuesto, no todos los científicos están de acuerdo con la declaración de los científicos de la EPFL, que han observado la luz como una partícula y una onda al mismo tiempo. Lea la opinión de Brian Koberlein de este tema.

La línea amarilla muestra el tiempo que tarda la luz en recorrer el espacio entre la Tierra y la Luna, alrededor de 1,26 segundos para una distancia aprox. de 384.401 kilómetros (0,00256 UA).

En pocas palabras: Los científicos modernos aceptan plenamente la dualidad onda-partícula de la luz. Pero, ¿Quién pensó que jamás veríamos una foto de la luz como una partícula y una onda? 

El trabajo del equipo de científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) creador de esta imagen, aparece en la Revista Nature Communications que la publicó el 2 de marzo de 2015.

Fuente: EarthSky / R&D / EPFL / Wikipedia et al.

MoEDAL UNE A LOS ESTUDIANTES EN LA BÚSQUEDA DE UNA NUEVA FÍSICA EXÓTICA

Estudiantes de la escuela secundaria Simon Langton, de Canterbury, Inglaterra, se han convertido en los primeros participantes que se unen a un experimento de Física de Alta Energía, en calidad de miembros pleno, en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN.

Ayudarán en la búsqueda de nuevas partículas exóticas, como los monopolos magnéticos, partículas masivas supersimétrica, microscópicos restos de agujeros negros, Q-bolas y strangelets, a través de un experimento llamado MoEDAL [Monopole and Exotics Detector at LHC], que permitirá a los estudiantes participar en un laboratorio de investigación, supervisando en forma remota el fondo de radiación del experimento.

La Escuela Simon Lagton ha trabajado con los chips del experimento, llamado Timepix durante los proyectos anteriores, los cuales incluyeron un detector de rayos cósmicos, que los estudiantes ayudaron a diseñar, el que fue lanzado a bordo de un satélite del Reino Unido.

Becky Parker, el profesor de física que supervisa la participación de la escuela Langton, dice: “Creo que es enormemente emocionante para estos estudiantes pensar sobre lo que podrían encontrar; para ellos hay empoderamiento, por ser una parte de estos sorprendentes descubrimientos. Posiblemente no puedes enseñarles acerca de la física de partículas, a menos que puedas enseñarles sobre su descubrimiento”.

El conjunto de estado-of-the-art de los chips Timepix que el grupo Langton controlará, es el único componente en tiempo real de los cuatro sistemas de detectores que componen el experimento MoEDAL, que es operado mediante una colaboración de 66 físicos de 23 Institutos de 13 países de 4 continentes.

Los detectores MoEDAL actúan como una cámara gigante, con 400 pilas de detectores de plástico como su película. También MoEDAL está diseñado para capturar los mensajes de partículas de la nueva física, para su estudio en un sistema de trampeo de puro aluminio de una tonelada de peso.

MoEDAL es sensible a las partículas masivas, de larga vida, predichas por una serie “más allá de la Teoría del   Modelo Estándar”, donde otros experimentos del LHC podrían ser incapaces de detectar y medir.

Ellerey, de Irlanda, estudiante de 16 años de edad del Langton, dice: “Es muy emocionante estar en la vanguardia de la física innovadora, que incluye esta increíble visión de lo que están haciendo los mejores físicos del mundo”.

Otro estudiante del Langton, Saskia Jamienson Bidd, también de 16 años  comenta: “MoEDAL me ha permitido ver la pasión y la determinación de los físicos, que abrió mi mente a lo que la física puede conducirnos, estoy planeando estudiar física en la universidad”.

 

Enlace al vídeo: The MoEDAL Experiment –The Monopole and Exotics Detector At the LHC

MoEDAL está diseñado para detectar una de las partículas hipotéticas, el monopolo magnético, el cual es esencialmente un imán con un solo polo. En Stanford, el profesor der física Blas Cabrera, quien también es parte de la Facultad de Física de Partículas y Astrofísica en el SLAC National Accelerator Laboratory, en 1982 midió un posible evento que podría corresponder a un monopolo magnético. Posteriormente, en 1986, un grupo del Imperial College de Londres, encontró un evento similar.

Un monopolo magnético  es una partícula elemental hipotética constituida por un solo polo magnético. De existir en la naturaleza sería equivalente a una “carga magnética” en el campo magnético, tal como ocurre con la carga eléctrica en el caso del campo eléctrico

Más recientemente, análogos monopolos magnéticos se han creado en los experimentos de laboratorio. 

El portavoz del MoEDAL y profesor visitante en el King College of London, James Pinfold , físico de la Universidad de Alberta,  comenta que: “Pero el MoEDAL  tendrá la oportunidad de recuperar la cosa real; por cuanto, la base teórica que sustenta la existencia de monopolos magnéticos, es fuerte, y de todos los nuevos escenarios que tiene la física en la actualidad, los monopolos magnéticos son los que dan  más seguridad de que en realidad existen”.

La confirmación de la existencia de los monopolos magnéticos, podría dar a los investigadores, una pista de la naturaleza del propio Big Bang, ya que se teoriza de que estas partículas han surgido en el inicio de nuestro universo.

Pinfold finalmente comenta que: "El descubrimiento del monopolo magnético o de cualquier otra física exótica que el MoEDAL descubra, tendría increíbles ramificaciones que revolucionaría la forma de ver las cosas; tal descubrimiento sería tan importante como lo fue en su momento, como el del electrón”.

Después de conocer esta noticia, solo queda por pensar, cual importante es incentivar a los estudiantes el estudio de la ciencia; carreras científicas que podrán aportar un mejor futuro para la humanidad.

Fuente: Symmetry / Technociencia.ch/ SOCA 

Leer más de los Monopolos Magnéticos aquí.

NEUTRINOS SOLARES PRIMARIOS DEL PROCESO DE FUSIÓN PROTÓN-PROTÓN

Para los científicos siempre ha sido un desafío, lograr medir la energía de nuestra estrella, el Sol,  en el momento que se genera; en la actualidad,  utilizando el Experimento Borexino han logrado medirlo.

Este experimento de la física de partículas, tiene como objetivo estudiar los neutrinos solares de bajas energías [menores de 1 MeV] midiendo el flujo de neutrinos producidos por el decaimiento del berilio-7 en el Sol con una alta precisión.

Dentro de los próximos cuatro años, mediante el Experimento Borexino se continuara tomando datos.

Según la última información del Laboratorio de Física Italiano INFN en el Gran Sasso aparecida en Nature, se detectaron neutrinos producidos en el interior del Sol. Estos neutrinos solares, una vez creados en el interior del Sol debido a las reacciones nucleares, vuelan a través de la densa  materia solar en cuestión de segundos; luego de 8 minutos de viaje atraviesan la Tierra y a todos sus habitantes, interactuando muy raramente con otras materias.

El Sol produce energía en una secuencia de reacciones nucleares que le permite convertir el hidrógeno en helio, es lo que se cree  que inicia el comienzo de la fusión de dos protones, en este proceso, se libera un neutrino.

Los neutrinos producidos mediante este proceso tan extremadamente reducido en energía en comparación con otros neutrinos liberados por el Sol, los hace muy difícil de detectar. Es por lo tanto, la primera vez que un experimento ha logrado medir neutrinos en esta etapa del proceso.

Los científicos midieron previamente la energía liberada por el Sol mediante el estudio de los fotones, pero los fotones demoran bastante más tiempo en escapar. En las principales estrellas esta demora dura más de 100.000 años.

Los científicos mediante el Experimento  Borexino, han encontrado mediciones utilizando neutrinos solares que coinciden con las mediciones anteriores  obtenidas utilizando fotones, comprobando que el Sol libera en la actualidad mayor energía a como lo hacía hace unos 100.000 años. También permitirá ampliar el conocimiento de los proceso de fusión nuclear que ocurren en el interior del Sol y que ayudan en la propagación de neutrinos.

Gianpaolo Bellini, uno de los fundadores del experimento Borexino, mediante un  comunicado de prensa ha dicho: “En pocas palabras, esto demuestra que el Sol es una enorme planta de fusión nuclear”.

El Experimento Borexino es una colaboración entre Alemania, Estados Unidos, Francia, Italia, Polonia y Rusia.

Borexino se deriva de “BORon EXperiment” experimento de boro, debido que en un principio se pensó utilizar boro en la detección de neutrinos.

Fuente: Symmetry/Nature/Wikipedia

EL "BOSÓN DE HIGGS" INTERACTÚA CON AMBOS TIPOS DE PARTÍCULAS

 Imagen: CMS  Foto de Michael Hoch, CERN

Esta semana, los científicos informan en Nature Physics que han encontrado una sustancial evidencia, aún cuando está sin confirmar, de que el Bosón de Higgs  da masa a las partículas de ambos tipos que se encuentran en el modelo estándar de la física.

Los bloques fundamentales de la construcción del universo, se pueden clasificar en dos categorías de partículas: fermiones y bosones.

"Todos" materia o "partículas-quarks y los leptones son fermiones," dice el físico Jim Olsen, miembro del experimento CMS y profesor de física en la Universidad de Princeton, quien ayudó a dirigir el análisis. 

Las partículas que son bosones, están asociados con las fuerzas a través de la cual los fermiones interactúan. El fotón, por ejemplo, es la partícula asociada con la fuerza electromagnética. El Bosón de Higgs está asociado con el Campo de Higgs, que se cree que impregna todo el espacio y da masa a otras partículas.

Cuando los físicos descubrieron por primera vez el Bosón de Higgs en 2012, tuvieron una evidencia sólida de que sólo el campo de Higgs dio masa a los bosones. Ahora los científicos tienen fuertes indicios de que el Bosón de Higgs también  interactúa con las partículas de "materia".  Los últimos resultados del experimento CMS, junto con los resultados del experimento ATLAS, muestran el Higgs decayendo directamente a partículas tau, primos más pesados ​​del electrón.

"Ahora que hemos identificado claramente a los decaimientos de los fermiones, estamos seguros de que existe un vínculo entre el bosón de Higgs y los  fermiones", dice Markus Klute, profesor asociado del MIT que también ayudó a dirigir el estudio del experimento CMS. "Esta es la nueva información fundamental."

También es otra señal de que el Bosón de Higgs descubierto en el LHC es la predicha por el Modelo Estándar.

"Podrían haber sido teóricamente múltiples tipos de bosones de Higgs y que cada uno  interactuaba con un tipo diferente de partícula,  instancia, -por ejemplo, que uno de Higgs interactúa con los bosones de Higgs y otro diferente que interactúa con fermiones", dice Olsen. "Pero ahora tenemos una fuerte evidencia de que este Bosón de Higgs interactúa con ambos."

La próxima ejecución de los experimentos del LHC, están  programados comenzar en la primavera de 2015, permitiendo así  proporcionar una imagen aún más clara.

Fuente: Simmetry (23.06.2014)

Más sobre el tema:

10 cosas que Ud. no sabe del Bosón de Higgs.

Evidencia de la descomposición directa del Bosón de Higgs a fermiones.

¿ES TAN DÉBIL LA FUERZA DÉBIL?

Q-Weak - Crédito: Symmetry – Cortesía de la Colaboración Q-Débil

En un análisis inicial de los datos, la colaboración Q-débil, basado en la investigación del Jefferson Lab en Virginia, ha determinado el valor de los partidos de carga de fuerza débil que predice la teoría.

A pesar de que  la fuerza débil, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, es más fuerte que la gravedad, obtuvo su nombre debido a que es efectivo sólo en distancias muy cortas.

Si dos partículas están a 0.000000000000001 milímetros, sienten la fuerza débil. En cambio, si están a mucho más la fuerza cae en picada.

La fuerza débil es el principal motor detrás de la desintegración radiactiva y es la razón por la cual las estrellas brillan. Dentro de las estrellas como nuestro Sol, los protones y los neutrones se fusionan para formar deuterio. Las estrellas liberan el exceso de energía a partir de esta reacción a través de la fuerza débil en forma de calor.

Esta investigación ofrece la primera medición de la carga débil dentro del protón.

Experimentos anteriores habían estudiado la fuerza en las partículas más simples como el electrón. A diferencia del electrón puntual, los protones están hechos de tres partículas más pequeñas llamadas quarks, lo que complica el experimento.

Si el valor de la carga débil es diferente, incluso en una prueba de partículas aún sin descubrir, influyen muy poquito en los resultados, y es lo que se espera que pudiera ser. O tal vez podría, señalan los físicos, ir hacia una forma de entender todas las fuerzas fundamentales de la naturaleza como una sola fuerza en una "gran teoría unificada".

Sin embargo, "los lectores deben ver este resultado inicial principalmente como primera determinación de la carga débil del protón", dice el portavoz de la colaboración y Jefferson Lab el científico Roger Carlini, en un comunicado de prensa emitido por el Laboratorio Jefferson el martes recien pasado. "Con su alta precisión, nuestra publicación final se centrará en las implicaciones con respecto a los posibles nuevos física."

En el experimento Q-débil en el Laboratorio Jefferson, los investigadores mediante un pummeled líquido de hidrógeno – utilizaron  esencialmente, un barril de protones-con un haz de electrones cuya giros fueron todos alineados.

El equipo midió la velocidad a la que estos electrones se dispersaron en ángulos pequeños y, a continuación, compararon una medición realizada en  la dirección de giro de los electrones invertidos.

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En un primer análisis de un pequeño porcentaje de los datos experimentales, el equipo de investigación encontró que la carga débil del protón coincide lo que predice la teoría.

Carlini dice que el experimento era muy difícil y sólo posible gracias a un haz altamente controlado del sistema de detección inteligente, diseñado por el  Jefferson Lab., de electrones polarizados.

Ahora, Carlini comenta que se tendrá que  analizar  el conjunto de datos en forma completa, debido a que este análisis inicial utiliza sólo el 4% de los datos experimentales, el análisis final aún podría mostrar algo un poco diferente.

El artículo titulado “First Determination of the Weak Charge on the proton” que describe estos fue aceptado para su publicación en Physical Review Letters;  un pre-impresión del Paper se encuentra en la publicación de Library de Cornell University, arXiv 1307-5275.

Fuente: Cornell University / Symmetry Magazine