La cámara de burbujas fue de los primeros detectores de párticulas existentes. En el CERN, el llamado Gargamelle fui construido en Francia y tenía un diametro de 2 metros y 4.8m de longitud. Operó de 1970 to 1978 Actualmente se exhibe en el jardín del museo del Microcosmos en el CERN

http://www.cernland.net/

http://lahoracero.org/tomografia-con-muones/

http://lahoracero.org/rayos-cosmicos-1912-globos-2012-satelites/

http://lahoracero.org/como-se-pesa-una-particula/

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http://atlas.web.cern.ch/Atlas/Collaboration/

http://lahoracero.org/resultados-cms-del-4-de-julio/

http://lahoracero.org/la-primera-pantalla-tactil/

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http://lahoracero.org/por-que-no-se-puede-ir-mas-rapido-que-la-luz/

http://lhcdiario.wordpress.com/category/alice/

http://es.wikipedia.org/wiki/Large_Electron-Positron_collider

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=ygKzgnagJY4

http://bitacora.ingenet.com.mx/2009/12/cientificos-mexicanos-participan-en-el-alice-experimento-del-lhc/

http://www.scienceinschool.org/2008/issue10/lhchow/spanish

www

http://www.gridpp.ac.uk/

http://www.lhc.ac.uk/About+the+LHC/What+is+the+LHC/11844.aspx

imágenes http://cds.cern.ch/search?cc=Press+Office+Photo+Selection&rg=100&of=hpm&p=internalnote%3A%22Higgs%22&sf=year&so=d

http://bitacora.ingenet.com.mx/2009/12/cientificos-mexicanos-participan-en-el-alice-experimento-del-lhc/

http://aliceinfo.cern.ch/

https://www.youtube.com/playlist?list=PLB84ABC9D007DA228

Publicado en ZonaFrancia el 22.feb.2013

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el proyecto científico más grande del mundo, contará con un nuevo detector diseñado y construido por investigadores mexicanos del Cinvestav en colaboración con la Universidad Autónoma de Sinaloa.

Gerardo Herrera Corral, quien encabeza al grupo mexicano en el experimento ALICE, informó que se trata de un detector llamado AD, dedicado de manera especial a la física difractiva, el cual entrará en funcionamiento en el 2014, luego de la primera pausa larga del LHC que comenzó hace unos días.

El nuevo detector se incorporará dentro del experimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment), una de las cuatro secciones que conforman el LHC.

También se dará mantenimiento a los otros experimentos como son : ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Selenoid) y LHCb (Large Hadron Collider beauty).

En el caso de ALICE, será el 2 de marzo cuando investigadores mexicanos podrán ingresar a la caverna del LHC, el laboratorio más grande del mundo ubicado en Ginebra, Suiza, para que a mediados de mes tengan acceso al detector VO y así evaluar los daños por radiación en estos tres años de funcionamiento.

Herrera presentó su libro “El Gran Colisionador de Hadrones. Historias del laboratorio más grande del mundo”, editado por la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS) y que fue presentado en la XXXIV Feria Internacional del Libro del Palacio de Minería, se aborda de manera clara y accesible los más recientes descubrimientos y discusiones en torno al Gran Colisionador de Hadrones y su más relevante hallazgo: el bosón de Higgs.

A través de las páginas se conocen algunos de los descubrimientos de una de las máquinas más asombrosas construidas por el hombre como el origen de la actual radiografía a color, el uso de protones para combatir el cáncer y otros tópicos como la génesis del universo, los abismos de la memoria, la relación cotidiana con la ciencia, los detractores y límites actuales de la ciencia.

El Gran Colisionador de Hadrones entrará nuevamente en funcionamiento en el 2015 con el doble de la energía (la energía de diseño es de 14 teraelectronvoltios) lo que permitirá un potencial mayor de descubrimiento y se enfrentará nuevamente a dos pausas largas en el 2018 y el 2022.

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En lo que respecta a ALICE, se está discutiendo qué se va a hacer en uno de los sistemas. V0 es un dispositivo que ha sido fundamental para el experimento porque es parte del sistema de disparo y será indispensable para cuando regrese el equipo a trabajar en aproximadamente dos años y hasta 2018", precisó Herrera Corral.

Nuestro detector también requiere mantenimiento. Creemos que se requiere un nuevo fototubo pero hay que ver primero los daños por radiación. Tenemos que evaluar qué tan grande es el daño y si es posible remediar algo o si podemos seguir corriendo con el mismo detector, salvo algunos cambios pequeños, agregó el físico.

Durante el tiempo que ha trabajado, luego de haber iniciado operaciones en el 2009, la máquina ha generado unos seis millones de miles de millones (seis millones de billones) de colisiones de protones contra protones para sólo dos de sus experimentos, ATLAS y CMS, de las cuales sólo unas 400 han generado resultados compatibles con el bosón de Higgs, cuyo descubrimiento fue anunciado en julio del 2012.

Adicionalmente, en esta pausa, los especialistas del CERN revisarán una por una las mil 695 interconexiones entre cada uno de los magnetos que forman el acelerador y repararán unas 500 interconexiones adicionales en los 27 kilómetros de circunferencia del LHC.

El gran colisionador de hadrones (LHC) X: ¿Existen peligros?Escrito por Jonathan Hernández | 6:00:00 a.m. | Ciencias, Física

El gran colisionador de hadrones es el mayor acelerador de partículas construido hasta el momento, durante su funcionamiento se producirán los mal altos niveles de energía que el hombre haya sido capaz de crear, niveles de energía que solo la Naturaleza ha podido generar. Sin embargo ¿las colisiones creadas representan un riesgo?

Aunque pareciera un peligro latente, la realidad es que el colisionador no es el armagedon ni el inicio de su funcionamiento asegurará la destrucción del planeta. Todo lo contrario, a lo largo de esta entrada se tratará de echar por tierra todas esas noticias alarmistas que se han creado.

Energías moderadas comparadas con la naturaleza

Los aceleradores, en condiciones de laboratorio, crean el fenómeno natural de los rayos cósmicos producidos en el Universo durante la formación de las supernovas o los agujeros negros, la energía de estos fenómenos es mucho mayor que la creada por el gran colisionador de hadrones (LHC). Estos rayos cósmicos viajan a través del Universo y bombardean la atmósfera de la Tierra desde su formación hace 4,500 millones de años. Pese a que la potencia del LHC es la mayor comparada con otros aceleradores si se compara con la energía de los rayos cósmicos resulta ser muy diminuta. Las energías creadas por las colisiones en la naturaleza desde hace miles de millones años no han sido nefastas para la Tierra por lo que no hay ninguna razón para pensar que la energía

resultado de las colisiones del LHC tengan consecuencias dañinas.

Los rayos cósmicos no solamente golpean la Tierra, sino también la Luna, los demás planetas del Sistema Solar, el Sol y otros cuerpos celestes. El número total de colisiones que se producen resulta ser mucho mayor que el que producirá con el LHC. El hecho de que todos estos cuerpos celestes sigan estando intactos pese al bombardeo constante de rayos cósmicos es otra razón para creer que las colisiones en el LHC son seguras. Si bien la energía que producirá el LHC es enorme (14 TeV) resulta incluso minúscula con la creada en la Naturaleza.

Reproducción artística de una colisión de partículas. Propiedad de El País.

Si fueran mosquitos y trenes de gran velocidad

La energía total de los haces de protones que circularán dentro del túnel del LHC es similar a la de un tren de gran velocidad (TGV) a 150 kilómetros por hora. Pese a esta gran velocidad, solo un pequeña cantidad de energía se libera en cada choque de partículas, tal cantidad de energía es la equivalente a la de catorce mosquitos en vuelos...tal es así que cada vez que usted trata de aplastar un mosquito entre sus manos, crea una energía superior a la colisión de protones en el LHC. Lo que hace particular al Colisionador es la capacidad que tiene para concentrar la energía en el interior de un espacio minúsculo, a una escala subatómica, pero inclusive con esa capacidad la energía producida resulta ser diminuta si se compara con las creadas por la naturaleza.

Durante la fase de explosión , el LHC hará colisionar haces de núcleos de plomo, que

producirán una energía similar a un poco más de 1,000 mosquitos en vuelo. Sin embargo la energía producida en esta fase estará menos concentrada que la que se produce en las colisiones de protones y tampoco representa un riesgo.

¿Seremos devorados por un agujero negro?

En el Universo, los agujeros negros son aquellos cuerpos celestes que son resultado de la extinción de una estrella gigante roja (estrella de gran masa), la fuerza gravitatoria de estas estrellas sobre si mismas da origen a una masa concentrada en un pequeño volumen hasta proseguir con un colapso dando origen a los agujeros negros, objetos con un gran fuerza de atracción que absorben toda la materia que esta a su alrededor.

La fuerza gravitacional o de atracción esta relacionada con la cantidad de materia y energía que contiene, cuanto menos es su materia menor sera la fuerza de atracción.

Algunos físicos consideran que durante las colisiones en el LHC se producirán agujeros negros micróscopicos. No obstante, estos agujeros si llegaran a producirse serían resultado de la energía empleada en el Colisionador (equivalente a la energía de los mosquitos), por lo que ningún agujero negro microscópico creado en el interior del LHC tendría la suficiente fuerza de atracción para absorber la materia que esta a su alrededor.

Otro argumento para desmentir el peligro de los hipotéticos agujeros negros menciona que los agujeros negros pierden materia al emitir energía, proceso llamado "radiación de Hawking". Los agujeros negros que no pueden absorber materia como los que podrían producirse en el LHC, encogen, se evaporan y desaparecen. Mientras más pequeño es el agujero negro, más rápido se desvanece. Serían tan breves los agujeros negros que la única forma de detectarlos sería por los productos de su descomposición.

Simulación de un agujero negro. Propiedad de Cienciaenaccion.org

¿Y los strangelets?

Los strangelets son hipotéticos pedazos de materia cuya existencia no ha sido demostrada. Se supone que su existencia es resultado de quarks "extraños", más pesados e inestables que los quarks que forman la materia estable. De existir los strangelets serían inestables. Su carga electromagnética rechazaría la materia, por lo que en lugar de combinarse con partículas estables sencillamente se desintegrarían.

Si el LHC creará strangelets no causarían daño y volviendo al ejemplo de los rayos cósmicos, si tales rayos ya han creado strangelets no han producido ningún daño hasta el día de hoy.

¿Tiene aún dudas?

Si llegado a esta línea aún tuviera dudas sobre los riesgos del LHC, tenga la certeza que en Europa y en los Estados Unidos se siguen realizando estudios sobre la seguridad en las colisiones de alta energía en el acelerador de partículas, por parte de científicos que nada tienen que ver con los experimentos del Colisionador. Los análisis a los que han llegado estos expertos, han sido evaluados por expertos para confirmar la seguridad en los experimentos.

El CERN a su vez ha creado una comisión de físicos de partículas, tampoco implicados en el LHC para responder a las preguntas que pudieran surgir. Para contactarlos basta enviar un correo a la siguiente dirección: lsag@cern.ch.

La vida en el LHC

Un tema clave en discusión en el taller de Cracovia será hasta qué punto los equipos del LHC puede ir en la medición de las propiedades de la nueva partícula. Los físicos que trabajan allí pueden esperar muchos más datos, además de la mejora importante en los próximos diez años.

Ellos ya tienen una buena noticia: la masa de la partícula de Higgs -alrededor de 125 mil millones de electronvoltios (GeV)- que resulta se encuentra hacia el final del rango de luz que los teóricos habían calculado. Esto tiene dos importantes consecuencias: significa que un relativamente modesto nuevo colisionador sería suficiente para producir el bosón de Higgs a granel y le da a la partícula de nuevo una gran variedad de modos de desintegración que hará que sea más fácil para los físicos estudiar sus interacciones con modelo estándar de partículas. 

Una de las prioridades, por ejemplo, es comprobar la predicción del modelo estándar para la forma en que el Higgs interactúa con fermiones: entidades como electrones, muones y quarks que tienen un momento angular intrínseco, o 'spin', de ½ en unidades cuánticas. La probabilidad de una interacción con cada partícula se supone que es proporcional a su masa - no menos importante, ya que, en el modelo estándar de interacción, con el Higgs es lo que crea la masa.

Otra prioridad es verificar que la nueva partícula con espín intrínseco tiene el valor estándar de 0 en el modelo. Los físicos del LHC consideran que la nueva partícula es un bosón -lo que significa que su giro en unidades cuánticas es 0, 1, 2 o algún otro número entero- y que el entero no puede ser 1, ambas conclusiones se derivan de la decadencia observada de la partícula en parejas de los fotones, que son spin-bosones. Los físicos no tienen locas teorías que involucran bosones con un giro mayor que 2, dice el físico Albert de Roeck en CERN, coordinador científico del equipo que trabaja en el detector Compact Muon Solenoid en el LHC, por lo que su tarea consiste ahora en determinar si se trata de un espín-2 o un bosón de espín-0 'escalar' como se predijo.

El LHC resolverá el caso de spin, explica el director general del CERN, Rolf Heuer, pero no está tan claro hasta qué punto el LHC puede ir probando el nuevo bosón en acoplamientos a otras partículas -en particular, la "auto-interacción" por la cual Higgs proporciona masa-. En la actualidad, todos los físicos del LHC pueden decir que el nuevo

bosón y sus interacciones con otras partículas son consistentes con las predicciones del modelo estándar dentro de las incertidumbres de medición actuales de 30-40%. De acuerdo a Roeck, el colisionador debe conseguir esas incertidumbres hasta un 20% para finales de este año, y posiblemente hasta "un pequeño porcentaje" en los próximos 10-15 años.

Pero eso, para muchos físicos, es precisamente por lo que se necesita una máquina de nueva generación. Una prueba realmente exigente del modelo estándar, lo que pondría de manifiesto desviaciones pequeñas que podrían señalar el camino hacia mejores modelos, son las demandas de los investigadores que miden la interacción del Higgs con otras partículas a menos de 1% de incertidumbre, posiblemente tan sólo el 0,1% si la precisión del valor teórico de predicciones mejorará en los próximos años. Y eso es un nivel que el LHC tiene poca posibilidad de alcanzar. La máquina es como un mazo: viajan paquetes que contienen cientos de miles de millones de protones a energías que eventualmente alcanzar los 7 billones de electronvoltios (TeV) por haz. Esto es bueno para el descubrimiento de nuevas partículas masivas, pero no tanto para hacer mediciones de precisión, ya que los protones son mares caóticos de quarks y gluones que hacen desordenadas las colisiones.

En cambio, todas las propuestas para una máquina de nueva generación exige algún colisionador de tipo leptón. Los leptones, son un grupo de partículas de luz que incluye electrones, muones y neutrinos, que eluden el desorden al no participar en las fuertes interacciones quark-gluón que los producen. Los leptones son elementales e interactúan sólo a través de electromagnétismo relativamente débil y con fuerzas débiles. Como resultado, las máquinas de leptones son más como escalpelos que mazos: sus colisiones pueden ser sintonizados a la masa de una partícula individual y la pulverización de partículas creadas sería relativamente limpias y sencillas de interpretar.

Muones o electrones

Una opción relativamente barata, argumentan algunos físicos, sería colocar los tubos de un nuevo acelerador LHC en el lado del túnel existente y utilizarlo para colisionar haces opuestos de electrones y electrones antimateria (más conocidos como positrones). Esta propuesta, conocida como LEP3 en honor del Gran Colisionador Electrón-Positrón (LEP) que ocupaba antes de la construcción del túnel del LHC comenzó en 2000, surgió sólo en el año pasado como prueba preliminar para la nueva partícula se acumulaban. LEP3 podría producir bosones de Higgs con sólo 120 GeV por haz -una energía total de 240 GeV- sólo una muesca hasta el máximo de LEP original de 209 GeV. Su producción se impulsaría aún más por los recientes avances tecnológicos que permitan una tasa de colisión, o "luminosidad", unas 500 veces mayor que el LEP podría haber logrado.

La construcción de LEP3 en el túnel del LHC podría permitir que algunos de los detectores de partículas del LHC sean reutilizados, haciendo uso de la infraestructura existente del CERN para energía, mantenimiento y toma de datos. Tales ahorros traerían a LEP3 un costo estimado de hasta $ 1 mil millones y $ 2 millones de dólares de EE.UU., muy por debajo de la etiqueta del precio de LHC estimado en $ 6 mil millones. "La idea es

no dar por acabado", dice Alain Blondel un promotor de esta idea de la Universidad de Ginebra, que señala que no debe haber espacio para construir el nuevo colisionador de leptones sin quitar el LHC: el túnel estaba destinado a tener ambos tipos de colisionador funcionando simultáneamente.

A pesar de considerar todas las ventajas LEP3 no sería capaz de estudiar algo mucho más pesado que el Higgs. Y eso podría ser un problema en si, ante el cual muchos físicos de partículas mantienen la esperanza, el LHC termina descubriendo nuevas partículas más pesadas que los teóricos predicen a partir de ideas tales como la supersimetría o incluso encontrar dimensiones extra. La intensificación de la energía de LEP3 para estudiar las partículas más pesadas sería virtualmente imposible debido a las pérdidas por radiación de sincrotrón -el flujo de fotones emitidos cuando cualquier partícula cargada que se mueve a lo largo de una trayectoria curva. Esto no se trata tanto de un problema de los protones del LHC, debido a las pérdidas de energía de la radiación de sincrotrón que caen dramáticamente para partículas de mayor masa, protones y electrones son mayores en un factor de casi 2,000. Pero las pérdidas en LEP3 serían severas. La única manera de aumentar la energía del acelerador sería aumentar su radio, lo que requeriría un nuevo túnel. Algunos físicos han hablado de la perforación de un nuevo túnel extendido bajo el Lago Ginebra y la instalación de una estructura circular de 80 kilómetros electrón-positrón, aunque eso no es algo para el futuro previsible, comenta Heuer.

Mientras tanto, los físicos de todo el mundo han estado explorando conceptos para un alternativo Colisionador Higgs que sería mucho más pequeño que LEP3, quizás con tan sólo 1,5 km de circunferencia. Para colisionar haces de muones, se requieren partículas como electrones con 207 veces la masa de un electrón, tal máquina tiene insignificantes pérdidas de radiación de sincrotrón y podría producir decenas de miles de bosones de Higgs de una energía de colisión total de sólo 125 GeV, en oposición a 240 GeV de LEP3. También sería capaz de emplear energías mucho mayores, para estudiar partículas más pesadas.

Sin embargo, un colisionador de muones se enfrenta a grandes obstáculos propios, sobre todo el hecho de que los muones se descomponen en electrones y neutrinos con una vida media de 2,2 microsegundos. Eso es mucho tiempo en el reino subatómico, donde la vida de partículas a menudo se mide en fracciones de una billonésima parte de un nanosegundo. Sin embargo, en términos de ingeniería, es prácticamente instantánea. Muones para un acelerador tendrían que ser producidos por colisiones de haces de protones en un blanco de metal; luego 'enfriados', o alineados en un haz ordenado, y por último se aceleró a la energía requerida, todo en un marco de tiempo considerablemente más corto que el parpadeo de un ojo. Ese desafío está siendo abordada por elexperimento de enfriamiento de ionización de muones (MICE) en el Laboratorio Rutherford Appleton cerca de Oxford, Reino Unido. MICE se espera concluya sus estudios en 2016, momento en que la tecnología de enfriamiento puede ser lo suficientemente avanzada como para el CERN pueda usarlo para construir una fábrica de neutrinos -un paso hacia un colisionador muón- que dispare haces de muón de neutrinos a través de la Tierra a un Detector a miles de kilómetros de distancia, como se propone en Finlandia. 

Sin embargo, muchos físicos se muestran escépticos. "Dudo que vaya a ver un colisionador de muones trabajando en mi vida", opina Brian Foster, físico de la Universidad de Oxford. "Hemos estado tratando de trabajar con muones enfriado durante más de diez años y es simplemente muy difícil".

Foster es el director regional europeo para el concepto de un colisionador lineal rival electrón-positrón. Este tipo de máquina sería esencialmente un acelerador largo, con electrones moviéndose por el cañón de una misma longitud y positrones desplazandose en línea contrario con colisiones de paquetes en medio. La falta de curvatura eliminaría las pérdidas de radiación sincrotrón. 

Ideas para una gran colisionador lineal comenzó a surgir en la década de 1980, y, finalmente convergieron en dos conceptos. ILC desarrollado por un consorcio mundial de laboratorios y universidades, posería unos 30 kilómetros de largo y utilizaría la tecnología probada de superconductores del acelerador para alcanzar energías de 0,5 TeV, con la posibilidad de actualización a 1 TeV. El equipo de la Coalición está pronto a publicar un informe sobre el diseño técnico y el costo del proyecto se estima en US $ 6,7 mil millones.  Collider Linear Pact (CLIC), defendido por el CERN, tendría casi 50 kilómetros de largo y utiliza nuevas técnicas de aceleración para alcanzar energías de 3 TeV. Los costos de CLIC son menos claros que los de ILC ya que sólo un informe de diseño conceptual está disponible, pero sus energías superiores abren nuevos campos para el descubrimiento, así como para medidas de precisión.

El rendimiento de cualquier diseño ha sido ampliamente estudiado teóricamente, pero en la práctica es una "pregunta abierta", según Blondel, portavoz de MICE. Señalando el desempeño del Colisionador Lineal de Stanford (SLC) en Menlo Park, California, alcanzó casi energías de 100 GeV. "El SLC finalmente funcionó muy bien, pero nunca produjo la potencia que ellos querían. Era una máquina muy dura y ahora con ILC o CLIC estamos hablando de algo que es mucho más difícil."

Sin embargo, para muchos, si no la mayoría de físicos de partículas, alguna forma de colisionador lineal parece ser la mejor apuesta. En junio, el Comité Internacional para Futuros Aceleradores, con sede en el Fermilab en Batavia, Illinois, trajo la ILC y CLIC juntos bajo un solo proyecto Linear Collider, encabezado por el ex director de LHC Lyn Evans. Su objetivo es ofrecer una propuesta única de colisionador lineal a finales de 2015.

Un plan sensato, piensa Evans, es construir un colisionador lineal a partir de 250 GeV para sondear el bosón de Higgs, a continuación, aumentar su energía hasta llegar a 500 GeV. En ese momento se podrían producir pares de bosones de Higgs y permitir a investigadores estudiar cómo parejas de Higgs y también como interactúa con la mayor partícula de materia, el quark top. El ir a energías más altas es técnicamente factible, dice, pero requiere más electricidad -lo más digno de una estación de energía medio. En la práctica, dice, "Creer que un límite superior en el poder [en el nuevo sitio hipotético] es el máximo que se puede suministrar al sitio CERN, que es de 300 MW."

Tecnología aparte, la cuestión de la sede de miles de millones de dólares que será el próximo colisionador. Una regla de oro es que el país anfitrión ponga hasta la mitad del costo con la expectativa de rentabilidad a largo plazo económico, añadee Foster. Pero

esto no es un período bueno a nivel  económico para estar haciendolo, especialmente para un proyecto que, desde el punto de vista político, no tiene ningún beneficio a corto plazo a los votantes.

Hacia la globalización

Si un colisionador lineal debe ser aprobado en los próximos años, comparte Evans, es probable que no se construirá en el CERN. A pesar de la riqueza en infraestructura técnica y política del laboratorio europeo, tiene sus manos llenas con el LHC, que ni siquiera está previsto que alcance su diseño energía de 7 TeV por haz hasta 2014 y también está programado para someterse a una actualización de luminosidad en torno a 2022. "Yo apostaría que la máxima prioridad de la estrategia europea será continuar explotando y actualizar el LHC", agrega John Womersley, director ejecutivo de Britain's Science and Technology Facilities Council, que controla el gasto del país en física de partículas.

Estados Unidos es también un lugar poco probable para un nuevo acelerador, opina el director del Fermilab Pier Oddone, quien es presidente del Comité Internacional para Futuros Aceleradores. "Algo drástico tendría que cambiar", explica. Tras el cierre del colisionador Tevatron de Fermilab, que cruzó la frontera de energía procedente de los Estados Unidos a Europa. Así que la actual estrategia de EE.UU. es concentrarse en la "intensidad de frontera", el estudio de las interacciones partículas raras producidas por ejemplo mediante intensos rayos de neutrinos. Sin embargo, dice Oddone, "teníamos un presupuesto bastante corto a principios de este año y tuvo problemas de adaptación en el centro de [un experimento basado en neutrinos] que cuesta una décima parte de CDI". Oddone dice que también sería "muy difícil" en este momento para los Estados Unidos aportar mucho a un colisionador de leptones construido en otro lugar.

Muchos observadores creen que, con mucho, el más fuerte candidato para albergar el próximo proyecto es Japón. Después de todo, señala Evans, Japón hizo una importante contribución al LHC en la década de 1990, cuando el proyecto estaba bajo presión financiera. "Tal vez es hora de que Europa devuelva el favor", explica. El primer ministro japonés hizo referencias positivas a ILC, justo después de los primeros avistamientos preliminares del bosón fueron anunciados. Hay un olor de fondos adicionales, ya que el nuevo acelerador se está debatiendo como parte de un plan económico más amplio para impulsar las regiones devastadas por el terremoto de marzo de 2011, la idea es que sea el centro de los laboratorios de investigación que comprenden una "ciudad internacional" , con zonas industriales y centros educativos. Y a medida que los físicos de partículas japoneses actualicen su hoja de ruta de cinco años este año, ILC se mantiene en la cima de su nuevo proyecto, la lista de deseos. En concreto, explica Atsuto Suzuki, director general del laboratorio KEK en Tsukuba, la recomendación de la comunidad fue que "Japón debería asumir el liderazgo de la pronta realización de un colisionador electrón-positrón lineal si se confirma como tal el bosón de Higgs en el LHC ".

Así es ¿qué el ILC finalmente parece una apuesta segura? "¡Por Dios, no!", explica Foster, "pero esta es la mejor oportunidad que hemos tenido en mucho tiempo".

Womersley da probabilidades de que ILC sea la mejor opción en un 50:50. "No hay que dar por sentado que el dinero este disponible sólo porque el bosón de Higgs se ha encontrado", reitera, señalando que también hay casos fuertes para la próxima generación de experimentos de neutrinos, por ejemplo. Se necesitarían alrededor de diez años innovando para operar un CDI, estima Oddone, más el tiempo de preparación. "Estamos hablando de 2025 como muy pronto, pero ¿lanzar un proyecto de gran envergadura antes de saber qué más podría encontrar el LHC? Puede haber cosas mucho más apasionantes que el bosón de Higgs ". 

Para muchos físicos de partículas, el escenario ideal es LHC  en la exploración de la frontera de alta energía en Europa, varios experimentos con neutrinos que exploran la frontera de intensidad en los Estados Unidos y un nuevo leptón colisionador en Japón fijaron los detalles de todas las nuevas partículas exóticas que hasta el momento no han aparecido en las colisiones del LHC. "Me encantaría vernos en esa dirección, si los países ponen su peso detrás de los programas en cada región", considera Terry Wyatt, un físico de la Universidad de Manchester, Reino Unido, que trabaja en el detector ATLAS en el LHC.

Como siempre en el mundo de la gran ciencia, donde los sueños se hacen realidad es una cuestión de hacer la venta a los extranjeros. "Estas cosas probablemente se resolveran fuera de la esfera de física de partículas", dijo Oddone. "Podría ser una llamada telefónica entre un presidente y un primer ministro la que decida".

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en pausa prevista hasta nuevas mejorasEl Gran Colisionador de Hadrones hizo una pausa el 11 de febrero que durará 2 años con el fin de entrar en periodo de mantenimiento y actualización.

La ruptura, conocido como CB1 'Larga pausa uno", es necesaria para corregir varios defectos en el diseño original del colisionador, que se encuentra bajo tierra en el CERN, del Laboratorio Europeo de Física de Partículas, cerca de Ginebra, en Suiza. Las revisiones permitirán al colisionador trabajar a casi el doble de la energía a la que hasta ahora colisiona protones.

Pero no una pausa para los miles de físicos que dependen del LHC por sus datos. Entre mantenimientos, actualizaciones y perspectivas de planificación los científicos trabajarán con los satos aportados por los detectores del colisionador. Mientras tanto, estudiantes graduados y posgraduados estarán estudiando detenidamente los últimos tres años de datos, refinando las mediciones de la partícula de Higgs -descubierta el verano pasado y en busca de cualquier señal inusual-. "No es absolutamente tiempo libre", reitera Dave Charlton, el portavoz adjunto de ATLAS, el mayor detector en el LHC.

La espectacular racha del LHC tuvo un inicio incierto en 2008. Poco después de que se puso en marcha,una mala conexión eléctrica causo que el refrigerante se evaporará, lo que provocó una explosión que daño todo un sector de la máquina. Las reparaciones

tardaron más de un año, y un examen posterior reveló fallas potencialmente peligrosas en el diseño original, de acuerdo con Steve Myers, director del CERN para aceleradores. Lo peor yacía en un sistema de barras de cobre para mantener a la corriente lejos del delicados cables superconductores en el caso de una parada de emergencia o fallo. La manera en que los lados se habían instalado lo hacía vulnerables al fracaso, explica Myers.

Para proteger la máquina de un desastre mayor, el equipo de acelerador tomó la decisión de ejecutar el colisionador a media potencia hasta que las 10,000 conexiones de cobre podrían fueran reparadas y medidas adicionales de seguridad puestas en marcha. Estas reparaciones se iniciaron casi inmediatamente después de que el LHC se apagó y cuenta con cientos de personas que trabajan en doble turno, explica Myers. El objetivo es reiniciar el acelerador de 14 teraelectronvoltios en diciembre de 2014, pero será extraordinariamente en un horario apretado. "No hay margen", dice.

Catedral de la ciencia

Mientras tanto, los equipos encargados de los detectores subterráneos aprovechan su primer acceso completo a la máquinas en más de tres años. "Los experimentos en el LHC son muy parecidos a los satélites", describe Paolo Guibellino, portavoz de ALICE, un detector que recoge datos sobre las colisiones de iones pesados como plomo y oro.

Las entrañas del instrumento -el mayor de los cuales tiene 46 metros de largo y 25 metros de ancho, como el tamaño de Notre Dame en París- han sido en gran parte inaccesible desde que el LHC comenzó su ejecución en 2009. Ahora, los científicos responsables de la maquinaria pueden trabajar en reparaciones y mejoras. ALICE, por ejemplo, tendrá un nuevo conjunto de instrumentos diseñados para el seguimiento de los electrones y los fotones resultados de las colisiones.

Mientras tanto, en la superficie, el equipo reemplazará los equipos encargados de la captura y el análisis de millones de eventos por segundo. Las mejoras ayudarán a los investigadores a tratar con el torrente de datos que se espera cuando la máquina vuelva a la vida. Un trabajo similar sucede en ATLAS, narra Charlton.

Otros físicos analizará las colisiones que ya han sido detectadas. En julio pasado, los equipos que trabajan en ATLAS y otro detector, el Compact Muon Solenoid (CMS) anunció evidencia convincente del bosón de Higgs, una partícula largamente pronosticada y propuesta del mecanismo que dota a otras partículas de masa. Sin embargo, los detectores tienen el doble de la cantidad de datos acumulados desde entonces. "Estamos más allá del descubrimiento y ahora, en la medida de fase", comenta Charlton.

Los equipos trabajarán en el verano para tratar de disuadir el 'spin' de la nueva partícula (la teoría predice 0). Los investigadores por lo tanto, tratar de comprender su masa y comportamiento para ver si es realmente la partícula largamente buscada, o alguna otra cosa disfrazada de un bosón de Higgs. Una partícula o partículas que se parecen mucho a las de Higgs predicha por los teóricos y podría hacer el trabajo de ayudar a dotar a otras

partículas con masa, pero pueden diferenciarse en aspectos importantes que hacen alusión a una nueva física más allá de la actual serie de predicciones.

Los teóricos, también quiere tomar un segundo vistazo a los datos recogidos hasta el momento, dice John Ellis, un físico teórico en Kings College de Londres. En su afán de descubrir el bosón de Higgs, físicos experimentales analizan. "Los experimentos están en una fase prometedora", describe. Puede haber señal de algo nuevo oculto en los datos.

Ellis tiene previsto continuar la caza a través de los datos en busca de signos de la física más allá del modelo estándar. En particular, se espera que se descubra algún indicio de la supersimetría - una teoría a la que ha dedicado años. La supersimetría predice un zoológico de partículas nuevas, pero ninguna hasta ahora ha aparecido en el interior de los detectores.

Los equipos también pasarán las vacaciones de mira hacia el futuro. Joe Incandela  portavoz de CMS explica que el grupo está pensando en la manera de sacar el máximo provecho de la potencia del nuevo LHC. "Tenemos que empezar a pensar en unos detectores de repuesto para la década de 2020", comenta. A pesar de que CMS mantendrá sus imanes y superestructura metálica, el plan es reemplazar con el tiempo casi todas sus entrañas electrónicas con un nuevo estado de engranaje.

Con el inicio de la parada, el ritmo del laboratorio va a cambiar. Veinticuatro horas diarias de funcionamiento llegarán a su fin, al igual que la frenética tarde-noche de análisis de Higgs. Pero nadie está planeando unas vacaciones largas, reitera Incandela. "Lo creas o no, no hay mucho tiempo para hacer todo lo que tenemos que hacer." 

El Gran Colisionador de Hadrones cambia de colisiones de protones a ionesEscrito por Jonathan Hernández | 5:00:00 p.m. | Ciencias, Física

Simulación en el detector Alice. Créditos CERN.

Después de siete meses realizando colisiones con protones obliteración, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) se detuvo esta semana para comenzar las colisiones de iones de plomo.

El objetivo de esta etapa es recrear la energía del universo en el momento justo después del Big Bang .

"El colisiones de iones de plomo en el LHC puede generar temperaturas de hasta 500,000 veces más caliente que el centro del Sol," expreso Timothy Hallman, un físico de Física Nuclear en Washington DC, en un comunicado.

Alrededor de tales temperaturas, los quarks y los gluones - el "pegamento" que une a los quarks en protones y neutrones - están en un estado similar al plasma. Hallman agrego que recrear las condiciones ultra-calientes de las colisiones entre iones de plomo puede "proporcionar información vital" sobre cómo evolucionó el universo en un momento tan crucial.

El LHC, situado debajo de la frontera franco-suiza y operado por el CERN , detuvo las colisiones de protones alrededor de 3 am, el día 4 de noviembre. Para el mes que viene, los físicos colisionaran iones pesados de plomo que se espera generen unas 10.000 partículas por colisión. Tres brazos cilíndricos, los detectores del LHC - conocidos por sus acrónimos ALICE, ATLAS y CMS - registrará las partículas resultantes.

Una vez que las colisiones de iones de plomo concluyan en diciembre, los ingenieros realizarán dos meses de mantenimiento para que el LHC. Mientras tanto, se espera que el análisis de colisiones de protones ofrezca datos sobre el bosón de Higgs - la partícula teorizada que le da masa a la materia -.

"Durante los últimos siete meses, la intensidad de protones en el LHC aumentaron  200,000 veces", agrego Dennis Kovar, un físico nuclear del Departamento de Energía de EE.UU. en Washington DC, en un comunicado. La intensidad de la colisiones llevo a duplicar los datos que todo el mundo esperaba, y podría acelerar el descubrimiento de nuevas partículas extrañas como el bosón de Higgs.

"Los ojos del mundo estan a la caza del bosón de Higgs, hay una gran cantidad de investigación en física utilizando las colisiones de protones del LHC", dijo Joseph Dehmer, director de la división física de National Science Foundation, en el comunicado.

El colisionador no sólo es el más grande jamás construido, es también uno de los más costosos con un estimado de 9 mil millones de dolares. Y hasta ahora no ha tenido una vida fácil tratando de desentrañar los misterios del universo.

Poco después de que se intensificara su labor en septiembre de 2008, una falla en el cableado defectuoso entre dos imanes surgido de una fuga de helio en estado líquido para la refrigeración de la máquina detuvo su funcionamiento. El accidente inundó parte de los túneles subterráneos con 6,6 toneladas de líquido ultra-frío, haciendo que el helio se evapora rápidamente en imanes de gas y provocando daños en el lugar de fuga.

Ingenieros repararon el daño de manera inmediata, pero a menos que las conexiones defectuosas se sustituyán, el LHC no podra alcanzar los niveles de energía prometida, siete veces más que el Tevatron de Illinois (el segundo más poderoso en el mundo). Por ahora esta restringida a ser cerca de 3.5 veces más potente que el Tevatron.

Para reemplazar las conexiones defectuosas imán a imán, el CERN planea cerrar el LHC durante 16 meses a partir de diciembre de 2011. Tal periodo puede dar una oportunidad para que el Tevatron ayude a verificar, la existencia de la partícula de Higgs.

El gran colisionador de hadrones (LHC) II: AportacionesEscrito por Jonathan Hernández | 8:00:00 a.m. | Ciencias, Física

El gran colisionador de hadrones (LHC) fue construido para encontrar respuestas a cuestiones que aún no están completamente esclarecidas.

La investigación en los últimos años permitió a los físicos poder formular modelos para describir las partículas fundamentales y su interacción en el Universo. Tal comprensión constituyo el modelo estándar de física de partículas, sin embargo el modelo no llega a ser una teoría al no poder explicar todas las interacciones.

Y es en este punto en donde cobra importancia el LHC que se estima aportará datos experimentales que complementen la comprensión del mundo. La información que se obtenga del colisionador servirá para comprender las siguientes áreas de la física:

Energía oscura

La energía oscura se considera una forma hipótetica de energía que se encuentra en el Universo, ejerce una presión negativa y tiende a aumentar la expansión del Universo. En el modelo estándar de la cosmología, la energía oscura representa de un 70% a 73% de la masa-energía del Universo.

Se entiende que la energía oscura ejerce una presión negativa. La presión positiva se hace notar cuando una sustancia empuja a los objetos que están en su medio, como la que se observa en los fluidos. Por el contrario la presión negativa actúa cuando la sustancia tira de su medio.

Respecto a la naturaleza de la materia energía prevalece la especulación. Es conocida por ser homógenea, no ser muy densa y no se sabe como interactúa con las fuerzas fundamentales a excepción de la gravedad. Dado que su densidad es de 10−29 g/cm3, es compleja la elaboración de experimentos para detectarla en el el laboratorio.

Representación de la composición del Universo. Un 0.03 % lo constituye los elementos pesados, 0.3% neutrinos, estrellas son 0.5%, hidrógeno libre y helio el 4%, materia oscura 25% y la energía oscura un 70%. Propiedad de la NASA.

Materia oscura

La materia oscura es uno de los temas fundamentales de la astrofísica moderna. Es una materia hipótetica que se considera carece de interacción electromagnética y si la hay es tan debil que se confunde con la radiación de fondo de microondas. La materia oscura se clasifica en materia oscura bariónica y materia oscura no bariónica.

La primera conformada por electrones, protones y neutrones. En este tipo de materia se incluyen los gases que no emiten radiación electromagnética y la estrellas frías. Se considera que la materia oscura barionica es una pequeña parte de toda la materia oscura por la cantidad de deuterio que existe en el universo ya que el deuterio al estar formado por neutrones, protones y electrones, su relación en el Universo es menor.

Por lo tanto la mayor cantidad de materia oscura es la no bariónica que se divide a su vez en materia oscura caliente y materia oscura fría.

La materia oscura caliente, parte de la materia no bariónica, se mueve a velocidades cercanas a la luz, sin embargo no puede explicar la formación de galaxias en un estado donde las partículas se encuentran libres. Para explicar la estructura del Universo es necesario recurrir a la materia oscura fría que fue propuesta para solucionar el problema de la estructura del espacio.

Partiendo del supuesto que en un momento inicial existieran fluctuaciones, la distribución cambiaría la forma y propagación de las fluctuaciones. Si toda la materia oscura fuera caliente no se hubiera podido formar estructuras complejas porque las fluctuaciones ocurren con energía mucho menor. De suceder así las estructuras irían de una complejidad mayor a una menor, es decir que primero se habrían formado los supercumulos y luego estructuras menos complejas. Ahora bien si se considera la existencia de materia oscura fría, las fluctuaciones darían origen a estructuras de lo más simple hasta lo más complejo, lo cual concuerda con el modelo que conocemos del Universo.

En el estudio de la materia oscura, el mayor reto es la detección. Se estima que producto de las colisiones de hadrones en el LHC se produzcan neutralinos, la cual se considera una partícula pesada y estable que sería la mejor candidato para explicar la energía oscura.

Representación en 3D de la materia oscura en una porción del Universo. Propiedad de ESA.

Dimensiones adicionales

Sabemos que el mundo es tridimensional,aunque considerando el tiempo como una dimensión serían cuatro, (3 +1 dimensiones), pese a que el tiempo es muy diferente a las otras tres dimensiones, Lorentz y Einstein demostraron que el tiempo y el espacio están intrísecamente relacionados, pero en realidad no sabemos cuantas dimensiones existen en el mundo.

La idea de dimensiones adicionales o extras, surge de la teoría de cuerdas, la única teoría coherente con la gravedad y la mecánica cuántica. Partiendo de esta teoría para poder explicar la gravedad se necesita de 3+1 dimensiones y el mundo que nos rodea podría tener hasta 11 dimensiones espaciales.

Se sugiere que las dimensiones adicionales (si existen) no deberían ser muy diferentes a las dimensiones que conocemos.

Ver más alla de las dimensiones conocidas resulta improbable para el ser humano, sin embargo se podría "sentir" tales dimensiones adicionales a a través de su efecto en la gravedad. La interacción de las tres fuerzas fundamentales (electromagnética, nuclear fuerte y debil) es limitada a las 3+1 dimensión, sin embargo la cuarta fuerza fundamental

que es la gravedad interactua y tiene efectos en las otras dimensiones. Sin embargo la fuerza de la gravedad es muy debil y su radio de dimensiones extras es pequeño, por lo que es difícil conocer sus efectos.

Para conocer los efectos de las dimensiones extras es necesario un instrumento diseñado para amplificar la interacción gravitacional, el cual se espera sea el LHC.

Representación de las dimensiones extras, en la cual un gravitón escapa de las tres dimensiones en una dimensión extra, resultando en una aparente nula conservación de la energía en las dimensiones conocidas. Propiedad de Universidad Brown.

Bosón de Higgs

El bosón de Higgs es una partícula hipotética masiva cuya existencia esta predicha por el módelo estándar de física de las partículas, sin embargo es la única partícula que no ha sido observada.

El bosón de Higgs explicaría por una parte porque las partículas fundamentales tienen masas tan diferentes (el fotón y el gluón no tienen masa) y por otra la relación entre masa y energía.

Si no se encontrará el bosón de Higgs el modelo anunciaría que todas las partículas se

mueven a la velocidad de la luz (con lo cual no tendrían masa), no obstante la experiencia nos dice que es inadmisible. Por eso es importante encontrar tal partícula para dar consistencia al campo de Higgs.

El campo de Higgs permería el Universo, cuyo efecto sería que las partículas se comportarán como dotadas de masa, debido a la interacción entre las partículas fundamentales y el bosón.

Pese a los experimentos con aceleradores de partículas como el CERN o el Fermilab, aún no ha habido pruebas claras de su existencia. En este sentido es el Gran Colisionador de Hadrones el cual se considera capaz de confirmar o desmentir la existencia del bosón.

La detección del bosón de Higgs se realizará a partir del estudio de los residuos de la desintegración. Los resultados de las colisiones deberán ser filtrados para un posterior estudio.

Representación del bosón de Higgs, empleando ATLAS del LHC. Propiedad de CERN.

Supersimetría

En la física de las partículas, la supersimetría (SUSY por su acrónimo en inglés) es una teoría hipotética que relaciona las propiedades de bosones y los fermiones. Aunque la supersimetría no se considera un modelo de la simetría de la naturaleza, es una de las

piezas fundamentales en la teoría de supercuerdas.

El modelo estándar considera la materia conformada por fermiones (divididos en quarks y leptones), mientras que las partículas que transmiten las fuerzas fundamentales son bosones. Puesto que un inicio del Universo las fuerzas fundamentales debieron estar unidas, la supersimetría trata de explicar porque se separarón. De acuerdo a la teoría cada partícula debiera tener una compañera llamada compañera supersimétrica. Así cada bosón tiene como compañera a una super fermión y los fermiones tienen super bosones como compañeras.

La supersimetría explica que en un momento dado las super compañeras producieron la separación de las fuerzas fundamentales.

Las partículas supersimétricas tienen una mayor masa que sus compañeras las partículas subátomicas por lo que para su observación se requiere una mayor energía para producir una colisión que las hace visibles, mediante el acelerador de particulas "LHC" se pretende que se tenga la energía suficiente para hacerlas visibles.

La supersimetría dice que las partículas subatómicas tienen menor masa que sus super compañeras. Propiedad de Smartplanet.

El gran colisionador de hadrones (LHC) VI: LHCbEscrito por Jonathan Hernández | 8:00:00 a.m. | Ciencias, Física

Dejando atrás a los experimentos ATLAS y CMS, continuare en esta ocasión con LHCb.

LHCb Large Hadron Collider beauty (belleza del Gran Colisionador de Hadrones)

El gran colisionador de hadrones (LHC) III: EstructuraEscrito por Jonathan Hernández | 8:00:00 a.m. | Ciencias, Física

El gran colisionador de hadrones (LHC) es un acelerador de partículas. Un acelerador de partículas es un dispositivo que acelera partículas cargadas y luego las hace colisionar contra un objetivo.

La estructura básica de un acelerador tiene como componentes básicos: una fuente de partículas elementales, un tubo donde existe un vacío que sirve para que las partículas se desplacen, un sistema para que las partículas aumenten su velocidad y energía para luego hacerlas chocar. Cuando se produce una colisión entre las partículas la cantidad de energía que se libera es muy grande y el sitio donde ocurre hay una transformación de la energía en materia. Es así que aparecen partículas algunas ya conocidas y otras que no se tiene completo conocimiento de ellas.

El LHC para tal propósito tiene un anillo de 27 kilómetros de circunferencia que esta formado por imanessupraconductores y estructuras que aceleran además de aumentar la energía de las partículas que atraviesan por el. Como se había mencionado anteriormente en el interior del acelerador dos haces de partículas circularán en sentido contrario, para lograr esto los haces viajarán en tubos distintos situados en un vacío de alto nivel (ultravacío). Los haces serán guiados por el campo electromagnético formado por los electroimanes supraconductores.

Estructura del LHC, en el cual se aprecia el túnel y los electroimanes supraconductores. Propiedad del CERN.

Los imanes están compuestos de una bobina especial que los hacen funcionar como un supraconductor, es decir conducen de forma eficiente la electricidad sin perdida de energía ni resistencia. Para poder lograr esto, deben funcionar a una temperatura de -271º C. Es por esta razón que el acelerador esta conectado a un sistema de distribución de helio líquido que enfría los imanes así como otros sistemas contiguos.

Los haces son dirigidos en el acelerador mediante imanes de diferentes variedades y tamaños. Estas variedades incluye 1234 imanes bipolares de 15 metros de longitud usados para que los haces de partículas sigan una trayectoria de curva y y 392 imanes cuadripolares de 5 a 7 metros de longitud que enfocan los haces. Momento antes de que ocurra la colisión se usa otro tipo de imanes que "unen" las partículas para incrementar la probabilidad de colisión. Lograr la colisión de partículas equivaldría a lanzar dos agujas a una distancia de 10 kilómetros y esperar que se logre el choque.

Los sistemas de control del acelerador y la infraestructura técnica están alojado en el Centro de Control del CERN. Es desde ahí donde se activaran las colisiones de los haces de partículas.

En lo que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) vuelve a funcionarEscrito por Jonathan Hernández | 6:00:00 p.m. | Ciencias, Física

Prototipo del Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) montado en la Estación Internacional. Créditos: CERN.

Sera hasta después del verano cuando el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) vuelva a estar en funcionamiento. Pese a las noticias negativas provenientes del CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas) también surgen positivas, puesto que es en el CERN donde se completa la construcción de una maquina para responder preguntas fundamentales en la física.

El Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) es un experimento que sera instalado en la Estación Espacial Internacional. Tiene un peso de 7 toneladas y un imán superconductor de 0,86 Tesla (el campo magnético terrestre es de entre 30 a 60 micro Teslas, o sea, de 0.00003 a 0.00006 T), servirá para poder estudiar los rayos cósmicos. El campo magnético que provendrá de AMS sera útil para poder estudiar las partículas que viajan por el espacio, curvandolas y con ello tratar de obtener información sobre la ausencia de antimateria en el espacio.

Puesto que la teoría física explica que en el estallido del Big Bang surgió la misma cantidad de materia yantimateria, elementos que se aniquilarían con tan solo entrar en contacto dando como resultado energía pura. Sin embargo como se puede comprobar la materia logro la existencia del Universo tal y como lo conocemos, sin embargo se desconocen los motivos por los cuales no se ha encontrado antimateria en el Universo.

De este modo empleando AMS sera posible conocer si efectivamente no hay rastros de

antimateria y en caso de que haya en el Universo, podrá el espectrometro detectarla al identificar tales antipartículas por la curva partícular que realicen, producto de su masa y su carga. De lograrse su descubrimiento más que improbable sugeriría la existencia de antigalaxias y un antiuniverso.

Materia oscura

AMS tambien tiene como propósito obtener información sobre la naturaleza de la materia obscura. El dispositivo podría detectar una de las partículas candidatas a materia oscura: el neutralino. En tanto fenómenos como los strangelets o los chorros de partículas que proceden de los microquasars serían también objeto de estudio. Sucesos que observados desde la Tierra pueden ser contaminados por sucesos de fondo, algo que no ocurriría en la Estación Espacial, de ahí la importancia de su futura ubicación.

En el AMS se han destinado 1,000 millones de euro y servirá a su vez para disminuir argumentos de científicos que consideran de nula importancia científica a la Estación Espacial. Si todo sale bien estará en orbita a finales de este año.

Tetravon, un acelerador que se niega a la jubilación

El acelerador Tevatron de Fermilab (ubicado en el laboratorio de física de partículas de EEUU en Illinois) dejara de funcionar en 2010 ya que con la puesta en marcha del LHC quedara obsoleto.

Sin embargo en una de las colisiones ocurridas en noviembre del año pasado   registró muones, partículas que implican la aparición de otras partículas

Si los muones fueron fruto de una nueva y longeva partícula (sobrevivió 20 picosegundos y viajó un centímetro antes de desintegrarse, todo un logro en este ámbito), es posible que se tratase de partículas de materia oscura. Con lo cual Tetravon estaría dando respuesta a una de las cuestiones que se espera resuelva el LHC.

Primeros resultados de colisiones de iones de plomo en el LHCEscrito por Jonathan Hernández | 2:00:00 p.m. | Ciencias, Física

Una de las primeras colisiones de iones de plomos grabada por el detector ALICE el 8 de noviembre de 2010. Créditos: CERN.

Científicos del experimento ALICE en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, han revelado públicamente las primeras medidas de las colisiones de iones pesados de mayor energía del mundo. En dos artículos que se publican en el sitio web arXiv.org, la colaboración describe dos características de las colisiones: el número de partículas producidas procedentes de las colisiones más frontales; y, para los golpes más laterales, el flujo del sistema de los núcleos en colisión.

Ambas medidas sirven para descartar algunas teorías sobre el comportamiento del universo en su nivel más fundamental, a pesar de que estan basadas en una muestra relativamente pequeña de colisiones recopiladas en los primeros días de funcionamiento del LHC empleando haces de iones de plomo.

En la primera medida, los científicos contaron las partículas cargadas que se produjeron a partir de unos pocos miles de las colisiones de iones de plomo más directas – aquellas en las que los núcleos de plomo impactaban entre sí de manera frontal. El resultado demostró que se generaron, aproximadamente, 18 000 partículas a partir de las colisiones de iones de plomo, lo que es unas 2,2 veces más que lo producido en colisiones similares de iones de oro en el RHIC del Laboratorio Nacional Brookhaven.

Con las colisiones de iones de plomo en el LHC teniendo lugar a más de 13 veces la energía de las colisiones de iones de oro del RHIC, predecir un gran incremento en el número de partículas producidas parecería algo absurdo. Sorprendentemente, no obstante, se cumple lo contrario. La mayoría de teorías predicen un número más bajo de

lo medido por ALICE, debido a una extraña propiedad del mundo de los quarks y gluones, las partículas fundamentales que forman un núcleo de plomo.

“Imagina que tienes una lente de aumento lo bastante potente para ser capaz de ver un núcleo de plomo”, explica John Harris, de la Universidad de Yale, miembro del experimento ALICE. “Cuando miras al núcleo con un aumento menor, verás tres quarks y unos pocos gluones. Conforme subes el aumento, verás el mismo número de quarks, pero más gluones. Cuando colisionamos a las altas energías del LHC, estamos estudiando tamaños y distancias más pequeñas como con la lente de aumento, y allí los gluones desempeñarán un gran papel en lo que suceda”.

Entre los teóricos que trabajan para describir lo que sucede en estas colisiones, una escuela de pensamiento dice que había un límite superior a cuántos gluones podrían empaquetarse en un área dada. Por lo que en algún punto, el número de gluones que interactúan – colisionan – entre sí estaría saturado, y no se producirían más partículas. Pero las medidas publicadas hoy por ALICE demuestran que, si tal límite existe, aún no se ha alcanzado en el LHC.

En la segunda medida, los científicos de ALICE observaron eventos donde los núcleos de plomo no colisionan frontalmente, sino que impactaban ligeramente descentrados. Usando el detector ALICE para medir las propiedades de las partículas emitidas desde estas colisiones, los científicos midieron cómo se creaba el sistema cuando los dos núcleos en colisión – el plasma de quark-gluón – fluyen.

El tipo de flujo, llamado elíptico, también ha sido medido en el RHIC y está relacionado con la fuerza de la interacción entre quarks y gluones con los núcleos. Las medidas del flujo elíptico en los experimentos del RHIC llevaron a hallazgos sorprendentes sobre que el plasma de quark-gluón se formaba cuando dos núcleos de oro que colisionaban parecían fluir como un líquido “casi perfecto”, casi sin viscosidad.

“Lo importante sobre cualquier fluido es su viscosidad – su resistencia a fluir”, agrega el científico de ALICE Peter Jacobs, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. “Si las partículas del fluido tienen una alta probabilidad de interactuar entre sí, el fluido tiene una viscosidad baja, y viceversa. En el RHIC vimos que un modelo con una viscosidad muy baja parece describir muy bien el flujo elíptico medido”.

La nueva medida de ALICE demuestra que el flujo elíptico en las colisiones del LHC es mayor que el del RHIC, pero Jacobs advierte que es demasiado pronto para traducir esa medida a una afirmación sobre la viscosidad del plasma de quark-gluón formado en el LHC.

“Nuestra medida del flujo elíptico es final, pero tendrá un gran debate entre los teóricos antes de que sepamos qué significa en términos de viscosidad”, añade.

Pero hay algo que ya sabemos – se han descartado un número de teorías que predecían que el plasma de quark-gluón creado en el LHC fluiría de manera más similar a un gas.

“Podemos decir definitivamente que fluye como un líquido”, señala Harris.

http://home.web.cern.ch/about/accelerators-topics

http://home.web.cern.ch/about/accelerators/low-energy-ion-ring

http://home.web.cern.ch/about/accelerators/high-luminosity-large-hadron-collider