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Posts Tagged ‘gran colisionador de hadrones’

En apenas 5 minutos queda claro lo que es el Bosón de Higgs, el Campo de Higgs y su importancia en los Modelos actuales de Física.

Muy interesante si quereis entender de qué va el gran descubrimiento científico del día (quizás del año o de la década).

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La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) acaba de escribir un capítulo crucial en la historia de la Física, al descubrir una nueva partícula subatómica que confirma con más de un 99% de probabilidad la existencia del bosón de Higgs, conocido popularmente como la ‘partícula de Dios’, un hallazgo fundamental para explicar por qué existe la materia tal y como la conocemos.

Con los resultados presentados hoy, la existencia del bosón de Higgs -la partícula subatómica teorizada por el físico británico Peter Higgs en los años sesenta, y que supone el único ingrediente del Modelo Estándar de la Física que aún no se había demostrado experimentalmente- es prácticamente un hecho.

Si no fuera por el bosón de Higgs, las partículas fundamentales de las que se compone todo, desde un grano de arena hasta las personas, los planetas y las galaxias, viajarían por el Cosmos a la velocidad de la luz, y el Universo no se habría ‘coagulado’ para formar materia. Por ese motivo, el editor del físico Leon Lederman creyó oportuno cambiar el título de su libro llamado originalmente ‘The goddamn particle’ (‘La puñetera partícula’) por el de ‘The God particle’ (La ‘partícula Dios’, aunque popularmente se ha traducido como ‘la partícula de Dios’).

Fuente 

http://www.elmundo.es/elmundo/2012/07/04/ciencia/1341398149.html

El bosón de Higgs para profanos

En el diseño del experimento CMS ha trabajado un equipo de investigadores y científicos españoles

La masa es uno de los conceptos más fundamentales y a la vez extraños en física. Desde que, siendo unos retoños, empezamos a interaccionar con el mundo que nos rodea nos familiarizamos con la masa de los objetos. Nos resulta sencillo desplazar la pelota de goma, pero se nos hace imposible mover el armario. Rápidamente asociamos el concepto de masa al de inercia, concepto, éste último, que tenemos tan interiorizado que nos resulta tremendamente intuitivo, incontestable.

Los objetos macroscópicos (los que podemos ver a simple vista) están hechos de materiales compuestos de moléculas. Estas no son sino conjuntos de átomos, estructuras formadas por ínfimas partículas elementales que interaccionan entre sí gracias a su carga eléctrica.

La masa de todo lo que nos rodea es (dejando de lado el rigor de importantes detalles en aras de hacer el razonamiento más intuitivo) la suma de las masas de todas esas partículas diminutas, invisibles, de las que están hechos, de las que estamos hechos.

En física no es fácil explicar cuál es el origen de la masa de las partículas.

En física no es fácil explicar cuál es el origen de la masa de las partículas. Podríamos contentarnos con asumir que es así, renunciando a profundizar en los misterios de la naturaleza. Pero esa actitud no crítica es contraria al espíritu de la ciencia. Es razonable pensar que existe un mecanismo que hace que unas partículas experimenten una inercia diferente de otras, por lo que sus masas serán de diferente magnitud.

Una hipótesis razonable para este mecanismo es suponer que existe un “campo” que permea todo el espacio (el universo) con el que interaccionan casi todas las partículas elementales. Aquellas partículas que experimenten una interacción intensa con este campo serán partículas muy masivas, mientras las que lo hagan levemente serán ligeras.

Pero, ¿y las que no interaccionan ? Esas, como el fotón (la partícula de la luz), carecen de masa pudiendo moverse libremente a la velocidad de la luz. Estamos hablando del campo de Higgs. Si visualizamos este campo como una gelatina que, de forma apenas perceptible, ocupa todo el espacio podemos interpretar la inercia como la interacción de las partículas elementales con esta “sustancia” (sin olvidar que ésto no es sino una imagen mental, un ejercicio intelectual). Este campo que, como dijimos, permea todo el espacio, es prácticamente indetectable. Sin embargo, el modelo de Higgs predice que si lo agitamos con suficiente fuerza podemos producir perturbaciones en el mismo que serían detectables. Esas perturbaciones son la partícula de Higgs (más técnicamente, el bosón de Higgs).

El bosón de Higgs y los experimentos del CERN

En ciencia, para que un teoría pase de ser una hipótesis razonable, es imprescindible que haga predicciones de fenómenos no observados previamente, y que estas predicciones sean confirmadas a través de experimentos.

Una forma de alcanzar la energía capaz de producir perturbaciones detectables del campo de Higgs es acelerar dos haces de protones, en direcciones contrarias, a una velocidad próxima a la de la luz, y hacerlos chocar, provocando la completa desintegración de las partículas que participan en la colisión (los quarks y gluones de los que están hechos los protones). La energía de la colisión se transforma en nuevas partículas (ya conocidas) que se alejan del punto de interacción a velocidades próximas a las de la luz.

El acelerador LHC del CERN es capaz de acelerar grandes cantidades de protones (decenas de billones de protones por haz) al 99.999997% de la velocidad de la luz y hacerlos colisionar en puntos de interacción muy precisos (cada uno de ellos es, en buena aproximación, un circulo de 10 milésimas de milímetro de radio) en torno a los cuales están situados los detectores de partículas.

Estos detectores, ATLAS y CMS, son complejos dispositivos electrónicos (con unos 100 millones de canales de lectura) capaces de registrar con elevadísima precisión las trayectorias y energías de las partículas emergentes de las colisiones entre protones, que tienen lugar a un ritmo de 20 millones de veces por segundo.

Si el bosón de Higgs existe, en un muy reducido número de casos también podría ser producido en el colosal choque de partículas

Si el bosón de Higgs existe, en un muy reducido número de casos también podría ser producido en el colosal choque de partículas (que llamamos “suceso”). La dificultad del experimento radica en aislar las colisiones en las que se ha producido un bosón de Higgs de aquellas en las que no lo ha hecho lo que, según los modelos teóricos, ocurre una vez cada billón de colisiones. El físico experimental debe explotar las propiedades de desintegración del bosón de Higgs para separar su señal de la ingente cantidad de colisiones muy similares que, sin embargo, no han dado lugar a esta partícula. No es trivial identificar un suceso de Higgs aislado, por lo que el experimento se realiza una enorme cantidad de veces para acumular un elevado número de datos. Esto pone de manifiesto el carácter estadístico del análisis. Cuando decimos que un suceso (una colisión) ha dado lugar a un bosón de Higgs, solo podemos hablar de la probabilidad de que sea así. Las muestras de sucesos “de Higgs” contienen inevitablemente una cantidad de otros sucesos (sin Higgs) que tenemos que cuantificar con muchísimo cuidado, lo que supone una buena parte del trabajo del físico experimental.

El bosón de Higgs no se puede detectar directamente. Esta partícula altamente inestable se desintegraría de forma casi inmediata dando lugar a otras partículas más comunes. En el modelo de Higgs, el parámetro fundamental que dicta cómo se desintegra el bosón de Higgs y cómo se observa en los experimentos es la masa del propio bosón de Higgs. Los físicos determinan la masa de esta partícula a partir de las medidas precisas de las trayectorias y energías de las partículas procedentes de su desintegración. Estas distribuciones contienen una contribución irreducible de sucesos sin Higgs (llamados contaminación) y una contribución adicional compatible con la señal esperada para sucesos con un bosón de Higgs con una masa próxima a 125 GeV (es decir, 133 veces la masa del protón).

Para poder afirmar que las observaciones confirman o refutan la teoría es imprescindible cuantificar la prominencia de los sucesos compatibles con la señal del Higgs sobre los sucesos de contaminación. Dado el carácter estadístico del análisis, cuantificamos la señal como la probabilidad de que sea incompatible con una fluctuación estadística de los sucesos de contaminación, sin Higgs. En el caso de CMS, esta incompatibilidad es de una parte en 3 millones.

Para poder confirmar si se trata del bosón de Higgs o de otra partícula similares, ATLAS y CMS van a medir con precisión la naturaleza y propiedades de la nueva partícula con datos que LHC va a proporcionar

Como consecuencia del análisis de los datos del detector CMS podemos afirmar que, con la probabilidad mencionada, observamos la señal de una nueva partícula compatible con lo que se espera para un bosón de Higgs de masa 125.3 GeV. El hecho de que ATLAS obtenga conclusiones similares del análisis de sus datos refuerza nuestras conclusiones. En cualquier caso, para poder confirmar si se trata realmente del bosón de Higgs o de otra partícula con características similares, ATLAS y CMS van a medir con precisión la naturaleza y propiedades de la nueva partícula con los datos que LHC va a proporcionar hasta primeros de 2013, multiplicando por un factor aproximadamente 4 el número de datos recogidos hasta la fecha.

El diseño y construcción del experimento CMS ha supuesto un colosal esfuerzo de científicos e ingenieros procedentes de unos 40 países. Actualmente, la Colaboración CMS está integrada por 3300 físicos e ingenieros de 193 institutos. Entre ellos se encuentran los grupos españoles del Instituto de Física Corpuscular de Cantabria, la Universidad de Oviedo, la Universidad Autónoma de Madrid y el Centro de Investigaciones Energéticas, Mediambientales y Tecnológicas (CIEMAT, Madrid). Los grupos españoles han participado, desde hace 20 años, en todas las facetas del experimento: diseño, construcción, puesta en marcha, adquisición y análisis de datos, así como en el sistema de computación distribuida Grid. En particular, han hecho contribuciones directas muy importantes en la búsqueda del bosón de Higgs.

Pablo García Abia es físico del Ciemat y miembro del experimento CMS

Fuente:    el país

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La Organización Europea la Investigación Nuclear (CERN, según sus siglas en francés) anunciará este miércoles el resultado definitivo del descubrimiento (o de la inexistencia) del Bosón de Higgs, lo que permitirá confirmar el Modelo Estándar de la Física de partículas, una imagen precisa de la materia que conforma todo el universo.
Limitada de momento a un plano teórico, la supuesta partícula explicaría cómo se formaron los soles y los planetas después del ‘bog bang’. Por esta razón se la denomina con frecuencia ‘la partícula de dios’, a raíz del título de un libro escrito por León Lederman, premio Nobel de Física en 1988.

El CERN ha anunciado que el próximo miércoles, 4 de julio, presentará durante un seminario en su sede de Ginebra los últimos resultados de la búsqueda de la partícula Higgs. También se informa que al seminario ha sido invitado el científico inglés Peter Higgs, que en 1964 predijo la existencia teórica de los bosones, en particular, y el origen de la masa de la partículas elementales en general. El seminario tendrá lugar en vísperas de la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías 2012, que arrancará el 4 de julio en Melbourne, Australia. Hasta el momento se han hecho varias declaraciones a este respecto, ya que los científicos consideran que el margen de error existente hasta hace poco era demasiado alto -de un 0,13%- y los investigadores del CERN esperan que con el anuncio oficial se alcance una probabilidad de un 0, 000028%, conocida en el mundo científico como el margen de error ‘Sigma 5’.
El descubrimiento ha sido posible gracias al gran colisionador de hadrones de el CERN, el acelerador de partículas más grande y potente del mundo, instalado en la frontera franco-suiza, en el cual llevan a cabo sus estudios científicos de varios países del mundo. Precisamente la búsqueda del bosón fue el motivo principal para construir el Gran Colisionador, un túnel de 27 kilómetros puesto en marcha por el CERN en 2009
 

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LA PARTÍCULA DE DIOS – Y despues ¿Qué?

“He hablado con Dios, y él nos ha abandonado“

Es lo unico de esta entrada en lo que no creo: Eso nunca ocurrio.

Físicos se acercan cada vez más a la 'partícula de Dios'
En 1983, un equipo de científicos profundamente piadoso llevó a cabo un experimento radical en un centro de investigaciones no revelado. Los científicos habían teorizado que un ser humano sin acceso a los sentidos o formas de percibir los estímulos sería capaz de percibir la presencia de Dios.
 
Creían que los cinco sentidos habían nublado nuestra conciencia de la eternidad, y sin ellos, un ser humano realmente puede establecer contacto con Dios a través del pensamiento. Un anciano que dijo no tener “nada por qué vivir” fue el sujeto de la prueba como voluntario. Para purgar todos sus sentidos, los científicos realizaron una operación compleja en la que se cortaron todas las conexiones de los nervios sensoriales hasta el cerebro mediante cirugía. Aunque el sujeto mantenía la función muscular completa, no podía ver, oír, saborear, oler, o sentir. No tenía la posibilidad de comunicarse ni de percibir el mundo exterior, quedó solo con sus pensamientos.
 
Los científicos le monitoreaban mientras hablaba en voz alta sobre su estado de ánimo tan mezclado, arrastraba las palabras y pronunciaba frases que ni siquiera se podían entender. Después de cuatro días, el hombre dijo que podía “escuchar” voces ininteligibles dentro de su cabeza. Suponiendo que se trataba del inicio de la psicosis, los científicos prestaron poca atención a las preocupaciones del hombre.
 
 
Dos días después, el hombre gritó que podía escuchar a su esposa muerta hablar con él, y aún más, podía comunicarse de nuevo. Los científicos estaban intrigados, pero no estaban convencidos hasta que el sujeto comenzó a nombrar los parientes muertos de los científicos. Repitió la información personal de los científicos que sólo sus cónyuges y los padres muertos habrían sabido. En este punto, una parte considerable de los científicos abandonaron el estudio.
 
Después de una semana de conversar con las personas fallecidas a través de sus pensamientos, el tema se convirtió en angustia, diciendo que las voces eran abrumadoras. En cada momento, su conciencia fue bombardeada por cientos de voces que se negaban a dejarlo solo. Con frecuencia se lanzaba contra la pared, tratando de provocar una respuesta al dolor. Le rogó a los científicos por sedantes, para poder escapar de las voces y dormir. Esta táctica funcionó durante tres días, hasta que comenzó a tener graves pesadillas. En repetidas ocasiones dijo que él podía ver y oír a los muertos en sus sueños.
 
Sólo un día después, el sujeto comenzó a gritar y a desgarrar su ojos no funcionales, con la esperanza de sentir algo en el mundo físico. El sujeto histérico ahora decía que las voces de los muertos eran ensordecedoras y hostiles, hablando del infierno y el fin del mundo. En un momento dado, le gritaron “No hay cielo, no hay perdón” por cinco horas seguidas. Continuamente rogó que lo matasen, pero los científicos estaban convencidos de que él estaba a punto de establecer contacto con Dios.
 
Después de otro día, ya no podía formar frases coherentes. Al parecer loco, empezó a morder pedazos de carne de su brazo. Los científicos se precipitaron en la cámara de prueba y le contuvieron en una mesa para que no pudiera quitarse la vida. Después de unas horas de estar atado, el sujeto detuvo su lucha y cesó los gritos. Se quedó mirando al techo en silencio mientras las lagrimas cruzaban su rostro. Durante dos semanas tuvo que ser rehidratado manualmente debido al llanto constante. Con el tiempo, volvió la cabeza y, a pesar de su ceguera, se puso en contacto con los ojos enfocados a un científico por primera vez en el estudio.
 
-Le susurró “He hablado con Dios, y él nos ha abandonado“, mientras sus signos vitales desaparecían. No hubo causa aparente de la muerte.
 
REVISTA H XTREMO DICIEMBRE 2011
VÍA MARCIANOS.COM.MX

Físicos se acercan cada vez más a la ‘partícula de Dios’

Investigadores del Gran Colisionador de Hadrones (LCH, por sus siglas en inglés) afirman haber encontrado rastros de la existencia del bosón de Higgs, una de las obsesiones de la física de partículas, por lo que llamada “la partícula de Dios”.

Los físicos realizan experimentos con los detectores CMS y ATLAS del colisionador y lograron no sólo acercarse a medir la probable masa del bosón de Higgs, sino incluso encontrar algunas huellas de la esquiva partícula, informaron en una sesión del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN).

La sesión fue transmitida en tiempo real vía internet y en ella intervino Fabiola Gianotti, la representante de la colaboración internacional que trabaja con el detector ATLAS. La científica informó que con base en el análisis de los datos recibidos, los físicos pueden afirmar que el bosón de Higgs sí existe y su masa es de entre 115,5 y 131 gigaelegtrón voltios, esto con una precisión del 95 %.

Además, lograron encontrar una cierta “señal” que indicaría la existencia de un bosón de Higgs con masa de 126 gigaelegtrón voltios. Sin embargo, reconocieron que el valor estadístico de esta no es suficiente para afirmar que se trate de un bosón. Se espera que en el año 2012, con el aumento de la intensidad de las colisiones se pueda encontrar el bosón o comprobar que este no existe.

A su vez, Guido Tonelli, el representante de la colaboración del detector CMS, informó que su equipo logró detectar las huellas del bosón alrededor del valor de 125 gigaelectrón voltios. Excluyó masas superiores de 127 gigaelegtrón voltios, con un rango de precisión también del  95%. El científico subrayó que las conclusiones presentadas son preliminares y solo el resultado de un rápido análisis de datos recogidos en el 2011.

El bosón de Higgs es una partícula elemental hipotética masiva cuya existencia es predicha por el Modelo Estándar de la física de partículas y explicaría el origen de la masa de otras partículas elementales. El Modelo es una teoría compleja que establece una serie de ecuaciones matemáticas que predicen la existencia de un gran número de partículas subatómicas con distintas características y las interacciones entre ellas: analizando las ecuaciones puede concluirse qué partículas existen y cuáles no, y cómo son las que existen.

Sin embargo, la teoría no predice la masa exacta de esta partícula clave para saber la estructura del universo. Su búsqueda, o la comprobación de su inexistencia es una de las obsesiones principales de los experimentos en el LHC.

 Tomado de  despierta imbécil!   y  RT – Noticias internacionales

http://actualidad.rt.com/ciencia_y_tecnica/inventos/issue_33591.html

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