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1. Introducción histórica


Todo lo que vemos en el Universo, está constituido por partículas ordinarias. Esas partículas se denominan colectivamente materia, y forman el 4% del Universo. Se cree que el resto del Universo está constituido por materia negra y energía oscura, pero por desgracia éstas son difíciles de detectar y de estudiar si no es a través de las fuerzas gravitacionales que ejercen. La exploración de la naturaleza de la materia negra y de la energía oscura es, hoy por hoy, uno de los mayores desafíos de la física de partículas y de la cosmología.

Uno de los descubrimientos científicos más importantes para la humanidad fue lo ocurrido en el año 1869 cuando el físico francés Henri Becquerel descubrió el fenómeno conocido como radiactividad y que consiste en la propiedad que poseen algunos átomos (radio, polonio y torio) de emitir energía espontáneamente.
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En los estudios posteriores se determinó la naturaleza de esta energía, consistente en la emisión de partículas y fotones
, y se usaron la primeras letras del alfabeto griego para designarlas como radiación: alfa, beta y gamma.



Ernest Rutherford y sus colaboradores Marsden y Geiger en 1911 utilizaron una fuente de partículas alfa como proyectiles para comprobar la teoría de la materia de Thompson, el modelo atómico del pastel.

Su experimento consistía en bombardear una fina lamina de oro con esta radiación y determinar como eran desviadas las partículas alfa.
La mayoría eran ligeramente desviadas, otras su dirección era linea recta, lo que les sorprendió fue que una partícula alfa de cada diez mil se
desviara con un gran ángulo.
La explicación a este suceso fue la de suponer que la mayor parte de la masa de los átomos de oro estaba concentrada en un pequeño volumen, lo que luego denominaríamos núcleo.


El estudio del núcleo atómico tanto en ámbito teórico como experimental dio origen a la física nuclear, mediante el estudio de las colisiones de los núcleos con proyectiles producidos por fuentes radiactivas
Pero las limitaciones de los físicos de esta época eran que disponían de pocas fuentes radiactivas y de que eran poco intensas haciendo que sus experimento fueran largos.


A pesar de esto se obtuvieron muchos resultados:

  • El descubrimiento del núcleo atómico
  • El descubrimiento del neutrón
  • Se observaron las primeras reacciones nucleares
  • Se determinaron algunos radios nucleares,...etc.

La necesidad de disponer de instrumentos para generar proyectiles con los cuales el experimentador pudiera controlar el tipo de partículas así como su energía y flujo fue lo que originó el invento de estos instrumentos llamados aceleradores de partículas.

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Cuando se construyó el primer acelerador de partículas para bombardear núcleos y producir la primera reacción nuclear controlada por el hombre provocó una carrera que duro 20 años para lograr este objetivo.
Quienes lo lograron fueron los ingleses Cockcroft y Walton que en 1932 fueron los primeros en construir el primer acelerador de iones positivos, con el que generaron un haz de protones y lo usaron para bombardear isotopos de litio. Por este hecho recibieron en premio Nobel de Física en 1933.
Este experimento mostro que el sueño de los alquimistas de la Edad Media de convertir un elemento en otro era posible gracias al acelerador de partículas.


















2. EI Bosón de Higgs en 9 Pasos (introducción al trabajo):


1.- ¿De qué está formada la materia?

La materia esta formada por átomos.
Un átomo es como un Sistema Solar en miniatura: tiene un gran núcleo central (compuesto por protones y neutrones) y a su alrededor giran los electrones.

2.- ¿De qué están formados los protones y los neutrones?

Los protones y los neutrones están formados de unas partículas más pequeñas que se llaman quarks.
Hay 6 tipos de quarks y fueron bautizados con nombres un poco extraños: el quark "arriba", el quark "abajo", el quark "encanto", el quark "extraño", el quark "cima" y el quark "fondo".
Un protón está formado por 2 quarks "arriba" y 1 quark "abajo". Un neutrón está formado por 1 quark "arriba" y 2 quarks "abajo".

3.- ¿Y de qué están formados los electrones?

Al contrario que los protones y los neutrones, los electrones son partículas elementales, es decir, no se pueden dividir más.

4.- Vale, entonces el electrón y los quarks son partículas elementales, ¿cuál es el problema?

El problema es que no comprendemos por qué estas partículas tienen masas tan diferentes. Por ejemplo, un quark "cima" pesa 350.000 veces más que un electrón. Para que os hagáis una idea de lo que significa este número: es la misma diferencia de peso que hay entre una sardina y una ballena.

5.- ¿Cuál es la solución a este problema?

En 1964, el físico inglés Peter Higgs, junto a otros físicos, propuso la siguiente solución: todo el espacio está relleno de un campo (que no podemos ver) pero que interacciona con las partículas fundamentales. El electrón interactúa muy poquito con ese campo y por eso tiene una masa tan pequeña. El quark "cima" interacciona muy fuertemente con el campo y por eso tiene una masa mucho mayor.
Para comprender esto, volvamos a la analogía de la sardina y la ballena. La sardina nada muy rapidamente porque es pequeñita y tiene poco agua alrededor. La ballena es muy grande, tiene mucho agua alrededor y por eso se mueve más despacio. En este ejemplo, "el agua" juega un papel análogo al "campo de Higgs".

Si lo pensáis despacio, la teoría de Higgs es muy profunda pues nos dice que la masa de todas las partícula está originada por un campo que llena todo el Universo.

6.- ¿Problema resuelto?

No tan rápido, caballeros. En física, una teoría sólo es válida si podemos verificarla con experimentos. La historia de la ciencia está repleta de teorías hermosísimas que resultaron ser falsas.
El campo de Higgs es sólo una teoría. Para comprobarla necesitamos encontrar la partícula asociada al campo de Higgs: el llamado "bosón de Higgs".

7.- ¿Por qué es tan difícil observar el bosón de Higgs?

Cuando queremos detectar el bosón de Higgs nos enfrentamos a 2 problemas fundamentales:

---1) Para generar un bosón de Higgs, se necesita muchísima energía. De hecho, se necesitan intensidades de energía similares a las producidas durante el Big Bang. Por eso hemos necesitado construir enormes aceleradores de partículas.

---2) Una vez producido, el bosón de Higgs se desintegra muy rápidamente. Es más, el bosón de Higgs desparece antes de que podamos observarlo. Sólo podemos medir los "residuos" que deja al desintegrarse.
Estos dos problemas son de una complejidad tan tremenda que para resolverlos hemos necesitado el trabajo de miles de físicos durante varias décadas.

8.- ¿Y el término "la particula de Dios"? ¿Acaso no éramos científicos?

Allá por los años 90, Leo Lederman, un Premio Nobel, decidió escribir un libro de divulgación sobre la física de partículas. En el texto, Lederman se refería al bosón de Higgs como "The Goddamn Particle" ("La Partícula Puñetera") por lo difícil que resultaba detectarla.
El editor del libro, en un desastroso arranque de originalidad, decididió cambiar el término "The Goddamn Particle" por "The God Particle" y así "La Partícula Puñetera" se convirtió en "La Partícula de Dios".

9.- ¿Una vez se confirme la teoría de Higgs, la física de partículas se ha terminado?

No. La detección del bosón de Higgs es sólo el comienzo de nuevas aventuras.
Todavía quedan decenas de problemas que estamos muy lejos de resolver. Algunos ejemplos: ¿qué es la materia oscura? ¿cómo formular una teoría cuántica de la gravedad? ¿los quarks y los leptones son verdaderamente partículas elementales o tienen una subestructura? ¿todas las fuerzas se unifican a una energía suficientemente alta?

Al final, nuestro trabajo como científicos consiste en avanzar, aunque sólo sea un pasito, para que las generaciones futuras comprendan, un poquito mejor que nosotros, cómo funciona este hermoso Universo que nos rodea.



Una manera sencilla de entender el Bossón de Higgs o sí quereis echarle un vistazo al video.








3. Modelo Estándar de la Física de Partículas


Es la mejor teoría que los físicos tienen actualmente para describir los bloques fundamentales del edificio del universo, por lo que . Es uno de los logros más grandes de la ciencia del siglo XX.

El Modelo Estándar describe el universo usando 6 quarks, 6 leptones y algunas partículas “portadoras de la fuerza”. Hay cuatro fuerzas conocidas (o interacciones), cada una mediada por una partícula fundamental, conocida como partícula intermediaria o portadora. Tres de ellas son los fotones (interacción electromagnética), gravitones (interacción gravitatoria), y los gluones (interacción fuerte). La Gravedad está incluida solamente en el Modelo Estándar como hipótesis especulativa, pues los gravitones no se han observados directamente aún.

A energías muy altas y a escalas muy pequeñas las interacciones fuerte, electromagnética y débil llegan a ser casi idénticas, pero la convergencia es imperfecta. Las fuerzas electromágneticas y gravitacionales varían con el cuadrado inverso de la distancia y tienen alcance infinito. Sin embargo las fuerzas nucleares fuertes y débiles son de muy corto alcance, el las débiles debido a la enorme masa de las partículas portadoras de la fuerza, mientras que en las fuerte la razón del corto alcanze se debe a su especial comportamiento que hace que aumente asintóticamente con las distancia, por tanto a más distancia mayor numero de energias implicadas.

Según todo esto, entenderemos por Hadrones a todas aquellas partículas que tienen fuerza nuclear fuerte, y entenderemos por Leptones, aquellas partículas que tienen fuerzas nucleares débiles.

Hay seis tipos (también llamados “sabores”) de quarks y de leptones (ver cuadro):

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Los leptones pueden existir aislados pero los quarks se asocian siempre en tríos (bariones) o
en parejas quark-antiquark (mesones). Los protones y los neutrones son los bariones más conocidos, meintras que piones y kaones son mesones.

Los quarks existen solamente dentro de los hadrones donde están confinados por la fuerza fuerte. Por tanto, no podemos medir su masa aislándolos. Esta es una característica nueva y radical de la fuerza fuerte (conocida como libertade asintótica de los quarks), cuya explicación les valió el premio Nobel a Gross, Wilczek y Politzer en el año 2004.

Por otra parte, todas las partículas se clasifican como fermiones o bosones. La diferencia entre ellas es debida al valor de su spin.

Fermión se caracteriza por un spin fraccionario del momento angular intrínseco y no puede ocupar el mismo estado cuántico simultaneamente. Son fermiones los quarks, los leptones y los barriones. Dos fermiones "se opónen" a ser situados cerca uno del otro. Por tanto, los fermiones poseen "rigidez" y de ahí se van a derivar todas las propiedades macroscópicas de la materia. Por tanto, se consideran a veces a los fermiones como "partículas de materia".








El principio de exclusión de Pauli obedecido por los fermiones es responsable de la estabilidad de los electrones de los átomos (y por tanto de la estabilidad de toda a materia). También es responsable de la complejidad de los átomos, siendo ésta la explicación de la variedad química del universo. Es también responsable de otros efectos tan espectaculares como la presión dentro de la materia degenerada que gobierna en gran parte el estado de equilibrio de las enanas blancas y de las estrellas de neutrones.

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- Bosón: nombre para las partículas con spin entero (0, 1 , 2...) en unidades de h/2π de momento angular y que responden a la estadística de Bose-Einstein.
Varios bosones si que pueden ocupar el mismo estado cuántico. Así, los bosones con misma energía pueden ocupar el mismo lugar en el espacio. Son pues las partículas que conforman los campos de fuerza y por tanto son bosones las partículas portadoras de todas las interacciones. Los mesones son también bosones.
Los únicos dos bosones en el Modelo Estándar que deben aún ser descubiertos experimentalmente son el de Higgs y el gravitón.


Cuando ese estado cuántico común ocupado por bosones es el fundamental se obtiene el llamado condensado de Bose_Einstein (BEC). Se trata de un estado con propiedades cuánticas que no tiene análogo en la Física clásica.

Las características del LASER y del MASER, la superconductividad, las propiedades del Helio-4 superfluido y de otros condensados de Bose_Einstein son debido a las propiedades de los bosones.





4. ¿Qué es el acelerador de partículas o LHC?


El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es el mayor y más complicado dispositivo experimental de física de partículas jamás construido. Este acelera paquetes de protones a las mayores energías nunca generadas por una máquina, que colisionan frontalmente unas 30 millones de veces por segundo (en cada colisión se expulsan miles de partículas a una velocidad próxima a la de la luz).
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Pesa mas de 38.000 toneladas y tiene una longitud de 27 kilómetros, situado en un túnel a 100 km. bajo tierra, entre el Lago Geneva de Suiza y las Montañas de Jura, en Francia.
En él se producen casi un billón de colisiones proton-proton por segundo y una energia de 14 trillones de electro-voltios, siete veces más que cualquier acelerador construido con anterioridad.


Dos haces de partículas subatómicas de la familia de los « hadrones » (protones o iones de plomo) circularán en sentido inverso, en distintos tubos sometidos a un vacío de alto nivel (ultravacío) en el interior del acelerador circular, almacenando energía.

Son guiados a lo largo del anillo del acelerador por un potente campo magnético, generado por electroimanes supraconductores. Estos últimos se componen de bobinas de un cable eléctrico especial que funciona en estado de supraconductor, es decir, conduciendo la electricidad sin resistencia ni pérdida de energía. Para ello, los imanes deben ser enfriados a -271ºC, una temperatura más fría que la del espacio intersideral. Es la razón por la cual una gran parte del acelerador está conectada a un sistema de distribución de helio líquido que enfría los imanes así como otros sistemas anexos.

Para dirigir los haces a lo largo del acelerador se utilizan millares de imanes de tipos y dimensiones diferentes. Entre ellos los imanes principales, entre los que se encuentran 1234 imanes bipolares de 15 metros de longitud utilizados para curvar la trayectoria de los haces, y 392 imanes cuadripolares de 5 a 7 metros de longitud que concentran los haces. Justo antes de la colisión, se utiliza otro tipo de imán para “pegar” las partículas unas a otras, con el fin de aumentar las probabilidades de colisión. Esas partículas son tan minúsculas que hacerlas entrar en colisión equivale a lanzar dos agujas, una contra otra, desde una distancia de 10 km.

Estas colisiones producidas a una velocidad cercana a la de la luz intentaran recrear las posibles condiciones que existieran después del Big Bang.
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Existen numerosos equipos físicos alrededor del mundo que analizan las partículas resultantes de tales colisiones mediante el uso de detectores especiales.
Hay diferentes teorías que pretenden predecir los resultados que se podrían producir las colisiones de estas partículas, pero los físicos prevén una nueva era de la física, cuyo objetivo principal es averiguar como se origino el universo, su funcionamiento desentrañar el misterio como de la estructura de la materia, las leyes que gobiernan la evolución del universo
A su vez,se tiene la esperanza de que el L.H.C. pueda resolver cuestiones como qué es realmente la masa, si existe o no el bosón de Higgs, número de partículas totales del átomo, qué es la materia oscura y comprobar si hay otras dimensiones como dice la Teoría de cuerdas y en caso de que existan, por qué no podemos percibirlas.

El LHC es el último eslabón del complejo de aceleradores del CERN (Organización Europea de Investigación Nuclear).
Todos los sistemas de control del acelerador y de su infraestructura técnica están agrupados en el Centro de Control del CERN. Desde allí se activarán las colisiones de los haces en el centro de los detectores de partículas.





El LCH esta formano por tres partes que conforman el proyecto al completo:
- Los detectores, que son 4 cámaras situadas alrededor del túnel del LCH.
- El GRID, es una red global de computadoras y software esencial que procesa los datos registrados por los detectores de LHC






5. Los Experimentos (Detectores)


Los seis experimentos del LHC son colaboraciones internacionales (en el proyecto participan científicos y financiación de muchos países: 20 de ellos europeos miembros del CERN, seis estados observadores como EE.UU. Japón o Rusia y otros países como Canadá o China) que reunen a científicos de institutos de todo el mundo. Cada experimento es distinto y se caracteriza por su detector de partículas.

Los dos experimentos mayores, ATLAS y CMS, van equipados con detectores polivalentes destinados a analizar la miríada de partículas producidas durante las colisiones en el interior del acelerador, y estudiar así los aspectos más diversos de la física. Esos dos detectores, concebidos de forma independiente, permiten situar las informaciones en caso de descubrimiento.

Dos experimentos de dimensión mediana, ALICE y LHCb, van equipados con detectores especializados y analizarán fenómenos específicos durante las colisiones en el LHC.
Otros dos experimentos de dimensión claramente menor, TOTEM y LHCf, estudiarán los hadrones que escapan por poco a una colisión frontal. En efecto, cuando dos haces que circulan en sentido opuesto alcanzan el punto de colisión, sólo entrechocan algunas partículas. Otras se rozan, mientras que la gran mayoría continúa su ruta sin encontrarse con otras partículas. Las que únicamente se rozan se desvían muy ligeramente de la trayectoria del haz: son las “partículas de ángulo pequeño” analizadas por TOTEM y LHCf.

Los detectores ATLAS, CMS, ALICE y LHCb están instalados en el interior de cuatro enormes cavernas situadas a lo largo del anillo del LHC. Los detectores del experimento TOTEM están situadas cerca del detector CMS, y los del experimento LHCf están cerca del detector ATLAS.

El Acelerador LHC:

Aproximadamente unos 7000 imanes superconductores dirigen los haces de protones del túnel que se construyó para el Gran Colisionador Electrón Positrón (LEP) en 1989 y los mantiene focalizados en un haz no más ancho que un cabello.

- CMS:

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El "Solenoide Compacto de Moun" (Compact Muon Solenoid), es uno de los detectores inespecíficos que explora un amplio abanico de campos de la física, desde la búsqueda del bosón de Higgs a la de otras dimensiones pasando por la búsqueda de las partículas que podrían constituir la materia negra.

Aunque persigue los mismos objetivos científicos que el experimento ATLAS, la colaboración CMS ha optado por otras soluciones técnicas y un sistema magnético de concepción diferente. Más de 2.000 científicos, que representan a 155 instituciones y a 37 países, colaboran en el experimento CMS.
Dimensiones : 21 m de longitud, 15 m de anchura y 15 m de altura
Peso : 12.500 toneladas
Configuración: barril y tapones
Situación : Cessy, Francia.



- LHC-b:

El detector "belleza del Gran Colisionador de Hadrones" (Large Hadron Collider beauty) busca quarks y antiquarks con sabor "belleza" (o de tipo fondo), para desentrañar la misteriosa ausencia de antimateria en el Universo. Buscará las diferencias entre la materia y la antimateria para intentar explicar por qué el universo, que probablemente nació con cantidades iguales de amb
as, ahora está denominado por la materia.

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LHCb utiliza una serie de sub-detectores alineados a lo largo del haz con el fin de seguir principalmente las partículas de ángulo pequeño. El primer sub-detector está instalado cerca del punto de colisión; los otros se suceden en una longitud de 20 metros. LHCb creará una gran variedad de tipos de quarks antes de desintegrarse rápidamente para formar otras partículas. Para interceptar los quarks b, la colaboración LHCb ha diseñado y construido trayectógrafos móviles, instalados lo más cerca posible de la trayectoria de los haces.
La colaboración LHCb cuenta con 650 científicos, que representan a 48 instituciones y a 13 países.
Dimensiones: 21 m de longitud, 13 m de anchura y 10 metros de altura
Peso : 5.600 toneladas
Configuración:espectrómetro de ángulos pequeños con detectores planarios
Situación: Ferney-Voltaire, Francia.




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- ATLAS:

El "Aparato Toroidal LHC" (A Toroidal LHC Apparatus), es otro detector, de objetivo general, con un diseño exclusivo y basado en imanestoroidales en vez del tradicional solenoide.
ATLAS, que comparte los mismos objetivos de física que el CMS, medirá datos comparables sobre las partículas creadas durante las colisiones: su trayectoria, su energía y su naturaleza. Una vez dicho esto, las soluciones técnicas y las configuraciones seleccionadas para los sistemas magnéticos de estos dos detectores son radicalmente distintas.
Más de 1.700 científicos, que representan a 159 instituciones y 37 países, trabajan en el experimento ATLAS.
Dimensiones: 46 m de longitud, 25 m de anchura, 25 m de altura
Peso : 7.000 toneladas
Configuración : barril y tapones
Situación : Meyrin, Suiza.


- ALICE:

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El "Gran Experimento del Colisionador de Iones" (A Large Ion Collider Experiment), estudia colisiones de iones plomo (Pb) que producen "bolas de fuego" primordiales, de plasma de quarks y gluones. También estudia las colisiones protón-protón como punto de referencia. Los datos obtenidos permitirán estudiar la evolución de la materia desde el nacimiento del Universo hasta nuestros días.
Dimensiones: 26 m de longitud, 16 m de anchura, 16 m de altura.
Peso : 10.000 toneladas
Configuración : tonel central más espectrómetro de muones de ángulo pequeño de un solo brazo.
Situación: St Genis-Pouilly, France.



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- TOTEM:

El "TOTal Elastic and diffractive cross section Measurement" (Medición de sección cruzada total elástica y difractiva)
El experimento TOTEM estudia las partículas de ángulos muy pequeños, una parte de la física inaccesible a los experimentos polivalentes. Entre otras investigaciones TOTEM medirá, por ejemplo, las dimensiones de los protones y evaluará con precisión la luminosidad del LHC.
Dimensiones: 440 m de longitud, 5 m de anchura y 5 m de altura
Peso : 20 toneladas
Configuración: ánforas romanas con detectores GEM y cámaras de cintas catódicas
Situación: Cessy, Francia (cerca de CMS)




- LHCf:

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Large Hadron Collider forward (Gran Colisionador avanzado de Hadrones). Las colisiones en el LHC producen cascadas similares, que podrán ayudar a los físicos a contrastar los detectores de los gigantescos experimentos sobre los rayos cósmicos (algunos pueden cubrir miles de kilómetros) así como a interpretar sus resultados.
Dimensiones: dos detectores, cada uno de los cuales mide 30 cm de longitud, 10 cm de anchura y 80 cm de altura
Peso: 40 kg cada uno
Situación: Meyrin, Suiza (cerca de ATLAS)









6. El GRID
El Gran Colisionador de Hadrones produce aproximadamente 15 petabytes (15 millones de gigabytes) de datos al año
Miles de científicos de todo el mundo desea tener acceso y analizar estos datos, por lo que el CERN está colaborando con instituciones de 34 países diferentes para construir una infraestructura de computación distribuida y almacenamiento de datos: el Worlwide LHC Computing GRID (WLCG)

El cálculo de números se inicia en el detector. Cada uno de los cuatro experimentos principales tiene un cable "sala de cómputo" que se utiliza para ordenar los datos en bruto hacia cualquier tipo de intereses
Los lotes de datos se envían al centro de cómputo CERN donde está la copia de seguridad en cinta. Una gran cantidad de procesadores comienza la gran tarea de sintetizar los datos para crear un resumen del evento, además de una copia de seguridad en cinta.
Desde Suiza, los datos se bombean a través de la red a 11 instituciones, las llamadas "de primer nivel" centros como el Laboratorio Rutherford Appleton en el Reino Unido, cada uno conectado directamente con el CERN a través de cables específicos.
Cada centro reprocesa los datos brutos, crea otra copia de seguridad y luego la bombea a otras 150 instituciones "de se gundo nivel", centros, principalmente de universidades situadas en todo el mundo.
A partir de aquí, la información estará disponible para alrededor de 7.000 físicos que se llevan a cabo las simulaciones finales y análisis detallado.
El WLCG colabora estrechamente con los proyectos de rejilla otros CERN:
  • El Worldwide LHC Computing Grid ha sido la fuerza impulsora de la ciencia europea multi-Infraestructura Grid Europea (EGI ), que sigue creciendo en tamaño y diversidad de uso. La EGI actualmente involucra a más de 240 instituciones en 45 países, y constituye el apoyo a la ciencia en más de 20 disciplinas, como la bioinformática, la imagen médica, la educación, el cambio climático, la energía, la agricultura y más.

  • CERN openlab : El proyecto WLCG también trabaja con la industria, en particular a través de la openlab CERN, donde los principales empresas de TI están probando y validando tecnologías de punta red utilizando el entorno WLCG.




6. ¿Cómo funciona el Gran Colisionador de Hadrones?

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  • Dentro del túnel circular del LHC, dos haces de protones son acelerados en direccopmes opuestas. Gracias a más de mil imanes cilíndricos y a la emperatura, guiarán las partículas. Como los protones poseen una carga eléctrica determinada (positiva), alcanzan la velocidad máxima, cercana a la de la luz produciéndose una colisión frontal convirtiendo su energía en la masa de nuevas partículas.

  • El choque genera miles de nuevas partículas que los detectores del LHC ( ATLAS, ALICE LHCb y CMS) se ocupan de identificar y medir. Las partículas que atraviesan el detector dejan tras de sí unos patrones caraterísticos o "firmas" que permiten su identificación.



La explosión y las trayectorias de las posibles sub-partículas resultantes de la explosión serán analizadas por las supercomputadoras del LHC, revelando una mecánica nunca antes observada por el Ser Humano: cómo funciona el Universo...

Animacion que reproduce el funcionamiento del colisionador de hadrones











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7. Aplicaciones directas del L.H.C:

La posiblemente aplicación práctica del L.H.C. de mayor interés es el posible tratamiento para eliminar tumores cancerígenos. La ventaja que ofrece la antimateria es que en la radioterapia convencional es imposible depositar radiación ionizante en el tumor para que lo destruya y evitar irradiar el tejido sano. Los protones y la antimateria, por el contrario,se ajustan para liberar la mayor parte de su energía en el punto exacto del tumor.Físicos del C.E.R.N han realizado diversos experimentos con antimateria y células de hámster y el resultado fue que la terapia resultó ser 4 veces más potente que con protones. Desafortunadamente, el coste elevado de sus instalaciones (más 100 millones de euros) no permite que este tratamiento esté disponible en todo el mundo. Únicamente hay 5 instalaciones en Estados Unidos y 9 en Europa.

En cuanto a las aplicaciones del L.H.C. para el medio ambiente, resalta la disminución de la peligrosidad de los residuos nucleares. Consistiría en bombardear los desechos nucleares con neutrones producidos en aceleradores. De esta manera, se producirían versiones más ligeras de los átomos radiactivos del combustible de las centrales nucleares.Permitiría reducir el tiempo de actividad peligrosa de residuos que se pueden mantener activos durante 10 millones de años a sólo 300.

En el ámbito de la computación destaca el desarrollo del sistema de computación GRID. GRID es el sistema de computación que permite compartir recursos no centrados geográficamente. Es decir, es un concepto parecido al de intercambio de archivos, con la diferencia que en lugar de compartir únicamente archivos se comparten también los recursos de los dispositivos conectados a la red GRID.GRID funciona con conexión a Internet y se dice que supondrá un avance revolucionario como en su día lo supuso Internet.

En un futuro quizás algo lejano...

COCHES VOLADORES :
La masa es la propiedad que hace que la materia se sienta atraída por otra materia, lo que se llama gravedad.Un coche con menos masa experimentaría menos gravedad y podría volar:
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¿SEREMOS SUPERSÓNICOS?


VIAJAR A VELOCIDAD DE LA LUZ:

Los fotones no tienen masa y viajan a la velocidad de la luz, si se consiguen manipular los bosones de Higgs para permitir que un objeto no tenga masa podría alcanzar esa velocidad.

Materiales con nuevas propiedades:

- Sartenes con una material que producza menos fricción que el teflón
- Materiales más resistentes, ligeros y baratos que el titanio
- Baterías con mucha más capacidad que las actuales



Crear campos de fuerza:

Manipulando los bosones de Higgs a nuestro antojo se podría crear un campo de fuerza bastante molón para repeler cualquier cosa, desde un asteroide hasta un ataque alienígena.


campo de fuerza boson higgs
campo de fuerza boson higgs





La bomba Higgs:

No todo va a ser bueno, teóricamente se podría crear una bomba o proyectil de poco tamaño que al activarlo pueda ganar muchísima masa cerca de su objetivo produciendo grandes daños.

Gravedad artificial:

En cualquier momento se podría crear gravedad artificial, algo que sería bastante útil en caso de colonizar otros planetas.

Agujeros negros:

agujero negro boson higgs
agujero negro boson higgs

Se podrían crear agujeros negros del tamaño de un limón, con todo lo que esto conlleva. No estaría mal para tirar la basura.














----Aún quedan muchas preguntas por resolver sobre el Bosón de Higgs------


Según el modelo estándar, la masa del Bosón de Higgs debe ser enorme. Pero los últimos resultados experimentales sugieren que es bastante pequeña, lo que indica que los científicos podrían necesitar ir más allá del Modelo Estándar para explicar la nueva partícula.
Bosón de Higgs
Bosón de Higgs





La teoría dice que las partículas ganan masa vadeando a través de una especie de campo de fuerza. Los expertos explican este fenómeno poniendo como ejemplo un puñado de arena que alguien tienen en sus manos y que encierra en sus puños aplicando un poco de presión. Si la arena está seca se desplaza y se disipa y si está mojada mantendrá la forma que los dedos le dan con la presión.


Así, al igual que la arena adquiere una nueva forma dependiendo de su grado de humedad, las partículas ganan masa en función de su nivel de interacción con el campo de Higgs. Por su parte, el Bosón de Higgs adquiere masa a través de sus interacciones con grupos de partículas.Según esta teoría, la masa del Higgs debe sumar una cantidad astronómica. Sin embargo la masa con la que los científicos descubrieron la posible partícula de Higgs, unos 125 gigaelectronvoltios, es sorprendentemente pequeña, según han indicado los científicos.


De este modo, se cree que si la partícula es un Bosón de Higgs, solo las teorías más allá del Modelo Estándar podrían explicar esta masa "confusa".


Concretamente, son tres las formas que podrían explicarlo: la supersimetría, la composición y las dimensiones adicionales. Pero no el Modelo Estándar."Simplemente añadiendo una partícula más fundamental no da como resultado la respuesta fundamental, porque el Modelo Estándar no es la teoría del todo", ha concluido el teórico del CERN Christophe Grojean, quien ha añadido que los científicos todavía tendría que resolver los misterios de la energía oscura, materia oscura y la debilidad de la gravedad, entre otros.



¿Realmente hay peligro de agujeros negros?


¿Qué es un agujero negro?

Para entender lo que es un agujero negro empecemos por una estrella como el Sol. El Sol tiene un diámetro de 1.390.000 kilómetros y una masa 330.000 veces superior a la de la Tierra. Teniendo en cuenta esa masa y la distancia de la superficie al centro se demuestra que cualquier objeto colocado sobre la superficie del Sol estaría sometido a una atracción gravitatoria 28 veces superior a la gravedad terrestre en la superficie (fuerza de la gravedad).

Una estrella va a conserva su tamaño normal en función de un equilibrio entre la alta temperatura central, que tiende a expandir la sustancia estelar, y la gran atracción gravitatoria, que tiende a contraerla y estrujarla.

Si en un momento dado la temperatura interna desciende, la gravitación se hará dueña de la situación. La estrella comienza a contraerse y a lo largo de ese proceso la estructura atómica del interior se desintegra. En lugar de átomos habrá ahora electrones, protones y neutrones sueltos. La estrella sigue contrayéndose hasta el momento en que la repulsión mutua de los electrones contrarresta cualquier contracción.

La estrella es ahora una «enana blanca». Si una estrella como el Sol sufriera este colapso que conduce al estado de enana blanca, toda su masa quedaría reducida a una esfera de unos 16.000 kilómetros de diámetro, y su gravedad superficial (con la misma masa pero a una distancia mucho menor del centro) sería 210.000 veces superior a la de la Tierra.
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En determinadas condiciones la atracción gravitatoria se hace demasiado fuerte para ser contrarrestada por la repulsión electrónica. La estrella se contrae de nuevo, obligando a los electrones y protones a combinarse para formar neutrones y forzando también a estos últimos a apelotonarse en estrecho contacto. La estructura neutrónica contrarresta entonces cualquier contracción y lo que tenemos es una «estrella de neutrones», que podría albergar toda la masa de nuestro sol en una esfera de sólo 16 kilómetros de diámetro. La gravedad superficial sería 210.000.000.000 veces superior a la que tenemos en la Tierra. En ciertas condiciones, la gravitación puede superar incluso la resistencia de la estructura neutrónica. En ese caso ya no hay nada que pueda oponerse al colapso. La estrella puede contraerse hasta un volumen cero y la gravedad superficial aumentar hacia el infinito.

Según la teoría de la relatividad, la luz emitida por una estrella pierde algo de su energía al avanzar contra el campo gravitatorio de la estrella. Cuanto más intenso es el campo, tanto mayor es la pérdida de energía.
La luz emitida por una estrella ordinaria como el Sol pierde muy poca energía. La emitida por una enana blanca, algo más; y la emitida por una estrella de neutrones aún más. A lo largo del proceso de colapso de la estrella de neutrones llega un momento en que la luz que emana de la superficie pierde toda su energía y no puede escapar. Un objeto sometido a una compresión mayor que la de las estrellas de neutrones tendría un campo gravitatorio tan intenso, que cualquier cosa que se aproximara a él quedaría atrapada y no podría volver a salir. Es como si el objeto atrapado hubiera caído en un agujero infinitamente hondo y no cesase nunca de caer. Y como ni siquiera la luz puede escapar, el objeto comprimido será negro. Literalmente, un «agujero negro».



Relación con el LHC.


Según los científicos no hay bases para preocuparse por las consecuencias que puedan derivar de la generación en el LHC de nuevas partículas o formas de materia.

"Todo lo que el LHC pueda hacer ya lo ha hecho la Naturaleza muchas veces antes".

Sin embargo, algunos científicos críticos han argumentado que el CERN ha ignorado el riesgo de que el LHC pueda producir un "agujero negro" que acabe con la Tierra, o que se puedan crear otras partículas peligrosas.

El LHC Safety Assessment Group mediante sus estudios precisa que rayos cósmicos ultra energéticos producen colisiones equivalentes a las del LHC sobre la Tierra y otros objectos astronómicos de forma contínua. “Esto se traduce en que la Naturaleza ha completado alrededor de 1031 programas experimentales LHC desde el comienzo del Universo, y las estrellas y las galaxias están aún ahí ”, argumentan.

Los rayos cósmicos son partículas energéticas originadas en el espacio y que colisionan continuamente contra la atmósfera de la Tierra y muchos de ellos con una energía mayor que la de los protones del LHC. Casi el 90% de ellos son protones, alredor del 9% son núcleos de Helio (partículas alfa) y un 1% son electrones.

Si lo calculamos veremos para que la colisión de un rayo cósmico implique una energía total de 14Tev, el proton debería de chocar contra un partícula con una energía de 1017 Tev o mayor. Así, la energía equivalente en el centro de masas, cuando un protón (rayo cósmico) colisiona contra la atmósfera, será como mínimo de 14 TeV si la energía de ese protón es 1017eV o mayor.

Considerando un flujo de energía total, ya que hablamos de rayos cósmicos de alta energía, y hayando la medida del numero de rayos cósmicos que inciden, en función de su energía, por metro cuadrado y segundo en la atmosfera, y suponiendo que el Sol recibe la misma cantidad de esa clase de rayos cósmicos ultra energéticos (el campo magnético del Sol es enorme y muy complejo) y que todos los rayos cósmicos son protones. Por tanto , cada segundo el número de colisiones, equivalentes en energía a las del LHC, en la superficie del Sol es equivalente, es decir que el sol sufre el mismo numero de estas colisiones que el LHC, por lo que existirá el mismo peligro, solo qu eesta situación para el sol lleva ocurrieno millones de años y aun existe.

El peligro real en relación al LHC son los absurdos e infundados miedos difundidos a través de Internet y los medios de comunicación. Esto ya ocurrió en otras épocas de la historia, pero ahora son objeto de una rapidísima difusión, lo que puede tener efectos muy perjudiciales para la genuina investigación científica.





7. Artículos periodísticos


El LHC alcanza los 8 TeV de energía, nuevo récord mundial


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El hito se produjo a las 00:38 CEST de esta mañana cuando dos haces de protones de 4 TeV cada uno, que circulaban en direcciones opuestas por el conducto circular de la máquina, chocaron generando una energía récord en la colisión de 8 TeV -ningún otro experimento había alcanzado nunca estas magnitudes-. En palabras de Steve Myers, del director de Aceleradores y Tecnología del CERN:
Poco a poco los científicos le van cogiendo el tranquillo a eso de operar el complejo acelerador de partículas GCH (siglas de Gran Colisionador de Hadrones, en inglés Large Hadron Collider o
LHC). Y es que tras alcanzar la barrera de los 7 TeV, el CERN acaba de anunciar que esta madrugada el LHC logró un nuevo récord mundialde energía en sus haces.
  • La experiencia de dos buenos años de funcionamiento a 3,5 TeV por haz nos dio la confianza necesaria para aumentar la energía este año sin ningún riesgo significativo para la máquina.

Según la organización, aunque el aumento de la energía de colisión es modesto, la nueva marca se traduce en un mayor potencial de descubrimiento del LHC que puede ser varias veces superior para ciertas partículas hipotéticas, por ejemplo las predichas por la supersimetría. O explicado de otro modo, con el avance aumentan las posibilidades de descubrir nuevas partículas hoy aún teóricas ya que se espera que a una energía más alta se produzcan un mayor número de ellas.
Por seguir con los ejemplos, quizás a 8 TeV demos con la partícula supersimétrica conocida con el nombre de neutralino, gracias a la que podríamos desentrañar los misterios de la materia oscura del Universo. Y a 8 en vez de a 7 TeV, también hay más opciones de confirmar definitivamente la existencia o no del famoso bosón de Higgs, la partícula que explicaría el origen de la masa.
Eso sí, el producir más partículas dificultará la tarea de dar con las teóricas que se quieren confirmar o desmentir entre todas las que nazcan de las colisiones. Concretamente respecto a la mal llamada partícula de Dios calculan que se necesitará al menos un año de experimentos y análisis para “convertir las tentadoras pistas vistas durante 2011 en descubrimientos o descartar el Higgs del Modelo Estándar”.
Aún con todo hay que ser optimistas. Dice Sergio Bertolucci, Director de Investigación del CERN, que “2012 parece que va a ser un año de cosechas para la física de partículas”.


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El LHC se pone en marcha el día 10 a las nueve de la mañana


El acelerador más grande del mundo aviva la esperanza de comprender el universo


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El 10 de septiembre se pone en marcha el Gran Colisionador de Hadrones de Ginebra, el mayor y más potente acelerador de partículas del mundo. En su interior, las partículas subatómicas se acelerarán a velocidades cercanas a las de la luz en un intento de que nos desvelen algunos de los secretos mejor guardados del universo, como si existe o no el bosón de Higgs o si hay otras dimensiones en el universo a parte de las ya conocidas. Aunque algunas voces discordantes han advertido de los peligros que podría entrañar el acelerador, el CERN insiste en que es completamente seguro. Por otro lado, las últimas pruebas de sincronización de los sistemas realizadas a finales de agosto han dado luz verde a su puesta en marcha definitiva. Periodistas de todos los continentes y laboratorios de física del mundo entero tienen sus ojos ya puestos en el arranque del LHC.


Mañana, día diez de septiembre de 2008, a las nueve y media de la mañana, se pondrá en marcha el Gran Colisionador de Hadrones de Ginebra (el LHC, que es el mayor colisionador y acelerador de partículas del mundo, así como el más potente (la energía almacenada en él podría fundir hasta 50 toneladas de cobre).

De hecho, sus medidas son sorprendentes: consta de un anillo de 27 kilómetros que se extiende entre el distrito de Gex (Francia) y el cantón de Ginebra (Suiza), y que está enterrado a entre 50 y 150 metros de profundidad. Dicho anillo está compuesto de imanes superconductores que se encuentran a una temperatura cercana al llamado "cero absoluto" (-273,15 ºC).

Esta temperatura es la necesaria para generar el vacío que permitirá la circulación de los haces de protones o de iones de plomo a una velocidad próxima a la de la luz. Gracias a estos procesos, los físicos esperan descubrir los secretos más íntimos de la materia, como si existe o no el hipotético bosón de Higgs o si son posibles los viajes en el tiempo

Grandes esperanzas

En general, un acelerador de partículas es un instrumento que utiliza campos electromagnéticos para acelerar las partículas subatómicas cargadas eléctricamente hasta alcanzar velocidades (y por tanto energías) muy altas, incluso cercanas a la de la luz.

El LHC, en concreto, se diseñó para colisionar haces de protones de 7 Tev (teraelectronvoltios) de energía, siendo su propósito principal examinar la validez y límites del
Modelo Estándar de la Física de Partículas, que es el marco teórico actual de la física de partículas. En su fabricación han participado más de 2.000 físicos de 34 países, y cientos de universidades y laboratorios, con una inversión de casi cuatro millones de euros.

Periodistas de todos los continentes y laboratorios de física del mundo entero tienen sus ojos puestos en el arranque del LHC. Desde un punto de vista científico, asistir a su puesta en marcha es un momento privilegiado y único, aseguran los expertos, porque este instrumento podría ser la clave para responder algunos de los secretos mejor guardados del universo, como qué es la materia negra o si existen otras dimensiones más allá de las que conocemos.

Algunos temores

Y para que nada empañe este momento, el CERN (la Organización Europea para la Investigación Nuclear que está detrás de la construcción del LHC) ha insistido en que el funcionamiento del acelerador no supondrá peligro alguno.

El pasado cinco de septiembre la organización publicaba que “el LHC es seguro, y cualquier sugerencia de que podría representar un peligro es pura ficción”. Según el CERN, la seguridad ha sido una parte esencial del proyecto desde su inicio en 1994, y estudios independientes posteriores así lo han demostrado.

Esta clarificación es la respuesta a la polémica suscitada por la inminencia de la puesta en marcha del LHC. Un ejemplo de dicha polémica fue la denuncia, por parte de un grupo de científicos suizos, alemanes y austriacos ante el Tribunal Europeo de Derechos Humanos de Estrasburgo para impedir la realización del experimento, al considerar que puede ser extremadamente peligroso. La denuncia fue desestimada.

Estos científicos temían que las colisiones de partículas provocasen “la aparición de micro agujeros negros capaces de aspirar al mundo y de hacerlo desaparecer”, tal y como ya explicamos en
Tendencias21.

Finalmente, ninguno de estos temores empañará el arranque del Gran Colisionador de Hadrones. Las exitosas pruebas de los sistemas de sincronización del LHC, la segunda de ellas realizada el pasado 25 de agosto, han dado luz verde a su puesta en marcha definitiva.

España también implicada

Se espera asimismo que su funcionamiento genere una cantidad ingente de información que, según explica la plataforma SINC, se registrará en cuatro inmensos detectores, con los que los físicos quieren investigar nuevos fenómenos relacionados con la materia, la energía, el espacio y el tiempo.

Y de ese esfuerzo también participa España. Rafael Rodrigo, presidente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (
CSIC, señaló que el LHC representa “un gran reto para la ciencia española, que ha apoyado el proyecto desde el CSIC, y a través del Instituto de Física Corpuscular (IFIC) de Valencia, el Instituto de Física de Cantabria y el Instituto de Física Teórica."

Según Rodrigo, “los próximos años nos depararán importantes descubrimientos científicos, en los que la física española tendrá un papel muy relevante. Los avances tecnológicos generados durante la construcción del LHC tendrán también una gran repercusión sobre nuestra sociedad, como lo atestiguan sus recientes implicaciones en física médica, informática y comunicaciones”.

El CSIC retransmitirá mañana en directo, a partir de de las 9.00 horas, por videostreaming, la primera inyección de partículas en el LHC durante un total de nueve horas.



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MIDIENDO PULSOS DE LUZ

El acelerador LHC de partículas será el cronómetro más rápido del mundo


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MADRID, 12 Noviembre (Europa Press)

Las colisiones de iones pesados en el acelerador de partículas LHC del CERN (Organización Europea de Investigación Nuclear) deberían ser capaces de producir los pulsos de luz más cortos que se hayan creado, un millón de veces más que lo actualmente disponible.

Esto ha sido demostrado mediante simulaciones en la Universidad de Tecnología de Viena. los pulsos son tan cortos que ni siquiera pueden ser medidos por el equipo tecnológico disponible actualmente. Ahora, un método ha sido propuesto para crear el cronómetro mas preciso del mundo gracias a estos pulsos de luz, utilizando un detector que va a ser instalado en el CERN en 2018.

Los fenómenos que tienen lugar en escalas de tiempo muy corta a menudo se investigan mediante pulsos láser ultracortos. Hoy en día, pueden conseguirse duraciones del pulso del orden de attosegundos (mil millonésimas de mil millonésimas de 10 segundos, ^ -18 segundos). Sin embargo, estos registros podrían ser rotos pronto: "Los núcleos atómicos en colisionadores de partículas como el LHC en el CERN o en el RHIC pueden crear pulsos de luz que son todavía un millón de veces menores", dice Andreas Ipp de la Universidad Tecnológica de Viena.

En el experimento ALICE del CERN, núcleo de Plomo chocaron casi a la velocidad de la luz. Los restos de los núcleos dispersos se juntan con nuevas partículas creadas por el poder de un impacto de plasma formado por quarks y gluones, un estado que coloca a la materia tan caliente que incluso los protones y los neutrones se derriten. Sus bloques de construcción - quarks y gluones - pueden moverse independientemente, sin estar sujetos entre sí. Este plasma de quark-gluón sólo existe para varios yoctosegundos (10 ^ - 24 segundos).

Desde el plasma de quark-gluón (representado en la imagen) creado en un acelerador de partículas, los pulsos de luz que pueden ser emitidos contienen información valiosa sobre el plasma. Sin embargo, las técnicas convencionales de medición son demasiado lentas para resolver este parpadeo en una escala de tiempo de yoctosegundos. "Por eso hacemos uso del efecto Hanbury Brown-Twiss, una idea que se desarrolló originalmente para las mediciones astronómicas", dice Andeas Ipp.

En un experimento Hanbury Brown-Twiss, se estudian las correlaciones entre 2 detectores de luz diferentes. De esta manera, el diámetro de una estrella se puede calcular con mucha precisión. "En lugar de estudiar las distancias espaciales, el efecto puede muy bien ser utilizado para medir intervalos de tiempo", dice Andreas Ipp.

Los cálculos que hizo junto con Peter Somkuti mostraron que los pulsos del plasma de quark-gluón en yoctosegundos pueden ser resueltas por un experimento Hanbury Brown-Twiss. "Sería difícil de hacer, pero sin duda sería alcanzable", dice Ipp. este experimento no requeriría costosos detectores adicionales, y se podría hacer con el "calorímetro avanzado", que se supone deben ser equipado en el CERN en 2018. De esta manera, el experimento ALICE podría convertirse cronómetro más preciso del mundo.


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Científicos consiguen medir la masa y el radio de las estrellas de neutrones



06-11-2012 / 18:50 EFE
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Un grupo de investigadores, entre los que figura la española Laura Tolos, ha logrado reproducir las condiciones de la materia en el interior de una estrella de neutrones, con lo que han podido medir por primera vez su masa máxima y su radio.

Laura Tolos forma parte del programa Ramon y Cajal del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), que está situado en la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB).

Las estrellas de neutrones son remanentes de la explosión de una estrella masiva, están compuestas mayoritariamente por neutrones y rotan con periodos generalmente menores a un segundo.

Según ha informado hoy el ICE, gracias a la utilización de los datos de un experimento de iones pesados realizado en un acelerador de partículas los investigadores han podido reproducir condiciones similares a las que se dan en este tipo de estrellas.

El estudio ha determinado que la máxima masa que pueden tener este tipo de estrellas, que son extremadamente calientes y densas, es de 3 masas solares y que están comprimidas en un espacio no superior a los 12 kilómetros, es decir, como la extensión de la ciudad de Barcelona.
Según Laura Tolos, las estrellas de neutrones son excelentes escenarios para analizar las propiedades de la materia nuclear bajo condiciones extremas de densidad.

El estudio ha hecho un análisis teórico de las ecuaciones que describen el estado en que se encuentra la materia en el interior de una estrella de neutrones y paralelamente utilizaron datos de un experimento de partículas pesadas (iones pesados), denominado KaoS, en el acelerador de partículas del Centro de Investigación de Iones Pesados (GSI Helmoholz) en la localidad de Darmstadt (Alemania).

Una vez analizados los datos del experimento KaoS del GSI, los científicos pudieron determinar el comportamiento de la materia en determinadas condiciones de densidad y temperatura y, consecuentemente, usaron esta información para precisar la masa máxima y el radio de las estrellas de neutrones más ligeras en función de parámetros que componen estas ecuaciones de estado de la materia.

"Poder reproducir lo que pasa en el interior de una estrella a nivel terrestre es sorprendente y es posible porque los avances científicos y tecnológicos han abierto el camino a reproducir lo que pasa en algunos objetos estelares", ha dicho Tolos.

"Se trata -ha añadido la científica- de analizar estos datos y combinar esta información con las observaciones que provienen de estos objetos, porque el objetivo final es entender la materia en condiciones extremas de densidad".

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Los científicos tendrán ahora que certificar con observaciones directas de estas estrellas las predicciones teóricas que vaticinan que las estrellas de neutrones no pueden tener masas superiores a 3 masas solares.

Esta labor será posible con el futuro telescopio de monitorización de rayos X "Large Observatory for X-Ray Timiong (LOFT), que podrá observar y acotar de una manera más precisa estos límites teóricos.

Esta investigación ha sido difundida hoy en Barcelona por el ICE-CSIC y la UAB, el mismo día en que el físico británico Peter Higgs está en la capital catalana para explicar el descubrimiento del bosón de Higgs, una partícula subatómica que es la que da la masa al resto de partículas.











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El Gran Colisionador de Hadrones confirma la existencia de una nueva partícula, el barión




Los científicos que trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones en Suiza anunciaron el descubrimiento de una nueva partícula subatómica: se trata del estado excitado del barión neutro.
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El barión no podía ser detectado directamente por ser demasiado inestable, sólo se registro presencia de barión en 18 de entre los miles de millones de colisiones que han tenido lugar en el LHC.

Hay que concretar que lo que se ha detectado son las trazas del resíduo de la efímera existencia de la escurridiza partícula.

Los científicos del CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas) afirman que la existencia de esta partícula fue predicha hace tiempo, pero solo ahora fue demostrada, lo que puede ser fundamental para comprender la creación de la materia. Este descubrimiento confirma la teoría sobre cómo se acoplan los quarks, los ‘componentes’ de la partícula. Esta partícula, tanto como los demás bariones, por ejemplo protones y neutrones, consta de tres quarks. Los quarks tienen seis variedades o "sabores", y uniéndose en varias combinaciones forman las partículas elementales observables. La combinación de esta partícula concreta no tiene carga eléctrica y su masa es comparable a la de un átomo de litio.

A raíz del experimento de Solenoide Compacto de Muón en el CERN se ha dado a conocer la primera observación no directa del barión, expresado de la siguiente forma: Ξb*0

El barión es una partícula subatómica cuya masa es igual o mayor que un protón.
Los bariones han sido detectados anteriormente en sus estados fundamentales, pero esta es la primera vez que se observan en sus estados excitados.
Esos acontecimientos fueron suficientes para determinar que los eventos de desintegración eran más que una casualidad estadística y confirmar la existencia de la partícula. Esto permite a los científicos esperar más descubrimientos de este tipo en un futuro.






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Aumentan energía del Gran Colisionador de Hadrones para continuar búsqueda del

Bosón de Higgs



- La dirección del Gran Colisionador de Hadrones de la (CERN), ha decidido aumentar este año su energía a 4 TeV (teraelectronvoltios) para poder obtener el máximo volumen de datos posible que permita comprobar o descartar la existencia del Bosón de Higgs.

También conocido como la partícula divina, el Bosón de Higgs, es considerado la clave para entender el origen de la masa y la estructura de la materia a nivel subatómico.


La decisión de elevar la energía a 4 TeV modifica una resolución tomada hace un año en la que se dictaminó que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) funcionaría a 3,5 TeV durante el 2012.

Estaba previsto que el LHC funcionara hasta fines de 2011 y luego hiciera una pausa técnica en 2012 para poder aumentar la energía de la máquina a 7 TeV en 2013.
Sin embargo, debido al excelente funcionamiento del acelerador durante 2010 se decidió posponer la pausa un año para poder obtener más datos.
"Cuando alcancemos el momento de la primera gran parada a finales de este año, o bien sabremos que la partícula de Higgs existe o bien habremos descartado la existencia del Modelo Estándar de Higgs", explicó en un comunicado Sergio Bertolucci, director de Investigación del CERN.

La institución considera que los datos obtenidos durante 2010 y 2011 ofrecen pistas sobre la nueva física, especialmente al haber estrechado el rango de masas disponibles para encontrar la partícula de Higgs a un abanico de solo 16 GeV (gigaelectronvoltios).

En este rango de masas, los detectores Atlas y CMS han podido obtener pistas de que la partícula de Higgs podría existir en el rango de masas de 124-126 GeV.

Sin embargo, según el CERN, para que estas pistas se conviertan en descubrimientos, o para descartar directamente el Modelo Estándar de Higgs, se requiere un año más de obtención de datos.
Es por eso que el LHC funcionará hasta noviembre a 4 TeV, antes de que entre en una pausa por alrededor de 20 meses, en los que el acelerador se preparará para actuar a una energía de 7 TeV a finales de 2014 y a pleno rendimiento en 2015.







Integrantes:
Rocío Carolyn Taza Castañeda
Susana Tenorio León
Alicia Maria Vacas Pérez
Rocío Vigo Férnandez
Silvia Vilariño León
Vanja Yebra Soldo


Bibliografia:
- http://alumnatbiogeo.blogspot.com.es/2010/02/aplicaciones-del-lhc.html
- http://somoslatierra.blogspot.com.es/2008/09/el-acelerador-de-partculas.html
- http://www.lhc.ac.uk/About+the+LHC/11795.aspx
- http://www.uslhc.us/What_is_the_LHC/Accelerator
- http://www.nucleares.unam.mx/~bijker/emfn/Andrade.pdf
- http://hep.physics.indiana.edu/~hgevans/classes/graphics/accelerators/c-w/c-w.html
- http://science.portalhispanos.com/wordpress/fisica/cern-lhc-y-sus-detectores-atlas-cms-alicelhcf-y-totem/
- http://www.cibermitanios.com.ar/2008/09/como-funciona-el-lhc.html#ixzz2BeU5dj7a
- http://www.gizmondo.es/2012/05/01/el-gran-colisionador-de-hadrones-confirma- la-existencia-de-una-nueva-particula-el-barion.html
- http://www.lhc-closer.es/php/index.php?i=2&s=6&p=1&e=0
- http://www.youtube.com/watch?v=6Olw4gjuyFM
- http://www.tendencias21.net/El-LHC-se-pone-en-marcha-el-dia-10-a-las-9-de-la-mañana_a2515.html
- http://www.alt1040.com/2012/04/el-lhc-alcanza-los-8-tev-de-energia-nuevo-record-mundial
- http://www.europapress.es/ciencia/noticia-acelerador-lhc-particulas-sera-cronometro-mas-rapido-mundo-20121112113537.html
- http://www.abc.es/agencias/noticia.asp?noticia=1287517
- http://www.efeverde.com/contenidos/noticias/consiguen-medir-la-masa-y-el-radio-de-las-estrellas-de-neutrones (sólo foto)
- http://kepler52.lacoctelera.net/post/2012/11/08/cientificos-consiguen-medir-masa-y-radio-las-estrellas (sólo foto)
- http://public.web.cern.ch/public/en/lhc/Computing-en.html