¡La partícula de Higgs por fin!

Registro del CMS que pudiera ser la firma de la partícula de Higgs. / CERN (AFP)

“Hemos alcanzado un hito en nuestra comprensión de la naturaleza”. Así de claro lo ha dicho Rolf Heuer, director del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), junto a Ginebra. Y el hito es el bosón de Higgs, la partícula elemental que los científicos llevaban buscando décadas porque era la pieza que faltaba en la descripción científica de cómo son y cómo funcionan las partículas que forman toda la materia corriente, todo lo que vemos, es decir, el Modelo Estándar. El hallazgo se ha producido en el gran acelerador del CERN, el LHC, o más concretamente, en sus dos principales detectores, CMS y Atlas.

Los físicos han anunciado el hallazgo esta mañana en dos charlas técnicas rodeadas de enorme expectación y celebradas con aplausos, vítores y emoción en el auditorio del CERN. La presencia en la sala de Peter Higgs, el físico en cuyo honor se bautizó la partícula, ha conferido al acto un indudable elemento emotivo. “Estoy extraordinariamente impresionado por lo que ustedes han conseguido. Mis felicitaciones a todos los implicados en este increíble logro; es una felicidad haberlo vivido”, ha dicho el veterano físico teórico de 83 años.

Peter Higgs, a su llegada al seminario del Centro Europeo de Física de Partículas (CERN). / DENIS BALIBOUSE/POOL (EFE)

Los científicos, con la debida precisión, han explicado que han encontrado una nueva partícula, un bosón, con masa en torno a 125-126 Gigaelectronvoltios (GeV) sin afirmar que se trate sin lugar a dudas del Higgs predicho en el Modelo Estándar. Heuer lo ha dicho más claro: “Como hombre de la calle diría que lo tenemos, el bosón de Higgs; como científico tengo que decir que tenemos un bosón y ahora veremos de qué bosón se trata”.
El Higgs es la partícula que completa el Modelo Estándar, la que faltaba. El Modelo Estándar describe, con tremenda precisión, las partículas elementales y las fuerzas de interacción entre ellas; es en la física fundamental algo así como la Tabla de los Elementos en la química. Pero tiene, o tenía, una ausencia importantísima al no poder explicar por qué tienen masa las partículas que la tienen. La respuesta se propuso hace medio siglo, de la mano del británico Higgs y otros especialistas, con un mecanismo que explicaría el origen de la masa de algunas partículas y que se manifestaría precisamente en una partícula nueva, el llamado bosón de Higgs.

“Sin masa, el universo sería un lugar muy diferente”, explican los científicos del CERN. “Por ejemplo, sin el electrón, no habría química, ni biología ni personas. Además, el Sol brilla gracias a una delicada interacción entre las fuerzas fundamentales de la naturaleza que no funcionaría en absoluto si algunas de esas partículas no tuvieran masa”.

“Si el Higgs no existiera, usted no existiría”

La expectación era inmensa esta mañana alimentada por los rumores sobre un posible descubrimientoque se habían difundido en las últimas semanas. Si decenas de instituciones de todo el mundo participantes en los experimentos del LHC estaban pendientes, vía Internet, de las presentaciones de resultados, en el propio CERN el auditorio estaba ya casi lleno una hora antes de comenzar la presentación de los resultados por parte de los portavoces de Atlas y CMS, ambos experimentos con nutrida participación de expertos de instituciones científicas españolas

Ha hablado primero Joe Incandela, portavoz de CMS, y se le notaba muy nervioso, con la respiración entrecortada durante los tres cuartos de hora en los que ha ido exponiendo los datos técnicos de los análisis. Su conclusión: han encontrado un bosón de masa 125,3 GeV (+/- 0,6 GeV) con una certeza de 4,9 sigma. Este es un indicador de la mínima probabilidad de error. Aunque los físicos consideran que han de tener 5 sigma para cantar victoria, todo el mundo en la sala ha entendido que ahí estaba el Higgs. Aplausos. Y 5 sigma, han explicado después los investigadores, significa que la probabilidad de error es de una de un millón.

A continuación ha intervenido la italiana Fabiola Gianotti en nombre del otro detector, Atlas, menos nerviosa que su colega pero igualmente emocionada. Ha ido desgranando los datos y, cuando le han avisado de que le quedaban solo siete minutos más de charla, ha afirmado: “Serán siete minutos flexibles, seguro que no me cortan las últimas transparencias”. Por supuesto que nadie la ha interrumpido. Su conclusión: Atlas tiene la señal del nuevo bosón con una masa de 126,5 GeV a 5 sigmas. Aplauso atronador y vítores. Los datos de los dos experimentos “son plenamente compatibles”, ha apuntado Gianotti.

Ha sido un momento histórico. “Estoy realmente encantado con lo que se ha presentado, tenemos un éxito, un descubrimiento”, ha dicho Heuer después. “Lo que este bosón nos dice es que existe un cierto campo a través del cual las partículas fundamentales, como los quarks, adquieren masa por la interacción de esas partículas con el campo. Pero además, este campo interacciona consigo mismo y produce el bosón de Higgs”. A la pregunta de qué significado tiene el hallazgo, el director del CERN ha sido contundente: “Si el Higgs no existiera, usted no existiría”.

Este descubrimiento no es una meta final, sino al contrario, el inicio de una nueva etapa de exploración del universo

Ese mecanismo de Higgs es algo tremendamente técnico, pero a lo largo de los años se han propuesto numerosos paralelismos para aclararlo. Una de las ideas más eficaces es la propuesta por el físico del CERN Gian Francesco Giudice en su libro A Zeptospace Universe: las partículas adquieren masa al interaccionar con el llamado campo de Higgs. Piense en agua en la que nadan delfines y se bañan hipopótamos, dice Giudice; para las partículas que no tienen masa, como el fotón, el agua es totalmente transparente, como si no existiera, mientras que las que tienen masa, pero poca, se deslizan fácilmente sin apenas interactuar con el líquido, como los delfines. Las partículas masivas, como si fueran hipopótamos, se mueven con dificultad en el agua. El campo de Higgs, el agua en el símil, se expresa en determinadas condiciones como una nueva partícula nueva, que es la que han encontrado ahora los físicos del LHC.
Para lograrlo, los científicos han tenido que analizar billones de colisiones de protones contra protones en el LHC, porque en esos choques a altísima energía, muy de vez en cuando, puede generarse un bosón de Higgs. Como es muy raro que se produzca, necesitan cantidades ingentes de choques para obtener la señal suficientemente clara de que está ahí, de que no es ruido del experimento ni producto de los artefactos estadísticos del mismo. En realidad, los físicos no ven el Higgs, porque se desintegra inmediatamente, sino los productos de esa desintegración, que son como su firma.

Que hay una partícula nueva y que es un bosón está claro, pero hay que seguir investigando para determinar sin lugar a dudas que se trata del bosón de Higgs

Incluso en momentos de emoción y alegría desbordada los científicos son científicos y tanto Incandela, como Gianotti, como Heuer han sido muy claros a la hora de valorar el hallazgo. Que hay una partícula nueva y que se trata de un bosón está claro, a la vista de los datos. Pero ahora hay que seguir investigando para conocer todas las características de esa nueva partícula y poder afirmar sin lugar a dudas que se trata efectivamente del bosón de Higgs predicho en el Modelo Estándar. Es como ver la cara de un amigo en medio de una multitud; sí, parece tu amigo, pero para estar seguro de que es él y no su hermano gemelo hay que tener más datos. Gianotti ha pedido un poco de paciencia. En los próximos meses, cuando se conozcan los detalles de la nueva partícula, se logrará la respuesta definitiva.
Lo que está claro, han reiterado unos y otros en el CERN, es que este descubrimiento no es una meta final, sino al contrario, el inicio de una nueva etapa de exploración del universo en sus componentes más elementales y las fuerzas que los rigen. Porque los físicos saben que el Modelo Estándar, que con tanto éxito y tanta precisión describe la materia corriente, no puede ser la respuesta final ni aún con el Higgs. Gran parte del cosmos está hecho de algo totalmente desconocido, como la materia oscura que los físicos del CERN también quieren explorar y a cuya búsqueda no le quitan el ojo ni aún en plena cacería del Higgs, han explicado Incandela y Gianotti. La renovada exploración del universo no ha hecho más que empezar.
Los portavoces de Atlas y CMS se han deshecho en elogios del óptimo rendimiento del LHC y de los dos gigantescos detectores, sin los cuales este descubrimiento habría sido imposible, y del equipo de miles de personas en cada uno que han volcado su talento, conocimiento y entusiasmo en la investigación y el análisis de los datos. También el avanzado sistema de computación distribuida GRID supone un ingrediente clave del trabajo.

Fuente: http://sociedad.elpais.com/sociedad/2012/07/04/actualidad/1341384264_933365.html

'Voyager I' alcanza el límite del Sistema Solar 35 años después de partir

Foto: NASA/JPL

LONDRES, 15 Jun. (Reuters/EP) -

   La sonda 'Voyager 1' ha alcanzado los límites del Sistema Solar y amplía su propio récord del aparato humano que más lejos ha penetrado en el espacio. El Laboratorio de Propulsión de Cohetes de la NASA de Pasadena, en California, ha confirmado que la nave robotizada continúa enviando datos a la Tierra. De hecho, han constatado un incremento significativo de las partículas con carga procedentes de más allá del Sistema Solar.

   "Los científicos de la Voyager que estudian este rápido incremento se acercan a una conclusión inevitable pero histórica: el primer emisario de la Humanidad al espacio interestelar está en los confines de nuestro sistema solar", explica la NASA en un comunicado.
   Las partículas nuevas que está registrando la 'Voyager 1' proceden de otras estrellas de la galaxia y son cada vez más abundantes. "Desde enero de 2009 a enero de 2012 ha habido un incremento gradual de en torno al 25 por ciento en la cantidad de rayos cósmicos galácticos que detecta la 'Voyager'", ha explicado uno de los científicos asignados al proyecto Voyager del Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, Ed Stone.
   "Más recientemente hemos visto una rápida escalada en esa parte del espectro energético. Desde el 7 de mayo los impactos de rayos cósmicos se han incrementado un cinco por ciento a la semana y en un nueve por ciento al mes", ha asegurado.
   Ahora los científicos esperan nuevos síntomas de que la sonda cruza la frontera imaginaria de nuestro sistema, tales como un cambio en las fuerzas gravitatorias y magnéticas. "Las leyes de la física dicen que algún día la 'Voyager' se convertirá en el primer objeto fabricado por humanos que entre en el espacio interestelar, pero aún no sabemos exactamente cuándo será", ha reconocido Stone. "Los últimos datos indican que estamos claramente en una nueva región en la que las cosas cambian más rápidamente. Es apasionante. Estamos acercándonos a la frontera del Sistema Solar".
   La 'Voyager 1' y su hermana gemela, la 'Voyager 2' fueron lanzadas por la NASA en 1977 desde Cabo Cañaveral con la misión de explorar el Sistema Solar. En estos momentos, la 'Voyager 1' se encuentra a unos 18.000 millones de kilómetros del Sol y se desplaza a 17 kilómetros por segundo. Los datos que emite tardan ya 16 horas y 38 minutos en llegar a la Tierra, mientras que la 'Voyager 2' está a unos 15.000 millones de kilómetros del Sol.
   Entre las dos han explorado los planetas gigantes de nuestro sistema: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, así como 48 de sus satélites. Las baterías de plutonio de las sondas están diseñadas para funcionar hasta 2025. A partir de esa fecha dejarán de transmitir a la Tierra, pero continuarán su viaje hacia otras estrellas de la Vía Láctea.
   Ambas llevan un saludo de la Humanidad dirigido a una inteligencia extraterrestre que en teoría sería capaz de descifrar una grabación de un disco de cobre con sonidos e imágenes de la vida y la cultura terrestres seleccionados por un grupo de intelectuales bajo la dirección del científico Carl Sagan.


Fuente: http://www.europapress.es

Logran cambiar, desde el presente, un evento del pasado

De Jose Manuel Nieves (el 01/05/2012 a las 01:35:09, en Ciencia) 

 

Un grupo de físicos acaba de lograr lo que parecía imposible: modificar desde el presente un evento que ya había sucedido con anterioridad. La hazaña se ha conseguido aprovechando una extraña capacidad de las partículas subatómicas que ya había sido predicha, pero que jamás hasta ahora había podido ser demostrada. El espectacular hallazgo se publica en Nature Physics.

A la larga lista de propiedades extraordinarias de las partículas subatómicas habrá que añadir, a partir de ahora, su capacidad para influir en el pasado. O, dicho de otra forma, para modificar acontecimientos ya sucedidos. El concepto clave que permite este nuevo y sorprendente comportamiento es un viejo conocido de los físicos: el entrelazamiento cuántico, un fenómeno aún no del todo comprendido y que consiste en una suerte de "unión íntima" entre dos partículas subatómicas sin importar a qué distancia se encuentren la una de la otra. Cuando dos partículas están "entrelazadas", cualquier modificación que llevemos a cabo sobre una se reflejará de inmediato en la otra, aunque ésta se encuentre en el otro extremo de la galaxia.

Ahora, y por primera vez, un grupo de investigadores ha conseguido entrelazar partículas después de haberlas medido, es decir, a posteriori y en un momento en que alguna de ellas podría haber dejado ya de existir.

Suena desconcertante, es cierto. Incluso los propios autores del experimento se refieren a él como "radical" en el artículo que aparece esta semana en Nature Physics. "Que estas partículas estén o no entrelazadas -reza el artículo, cuyo primer firmante es Xiao-song Ma, del Instituto de Óptica Cuántica de la Universidad de Viena- es algo que se decidió después de haberlas medido".

En esencia, los investigadores han conseguido demostrar que acciones llevadas a cabo en el futuro pueden ejercer influencia en eventos del pasado. Siempre y cuando, claro, limitemos la experiencia al ámbito de la Física Cuántica.

Allí, en el extraño mundo de las partículas subatómicas, las cosas suceden de forma muy diferente a como lo hacen en el mundo "real" y macroscópico que podemos ver y tocar cada día a nuestro alrededor. De hecho, cuando el entrelazamiento cuántico fue predicho por primera vez, el mismísimo Albert Einstein expesó su disgusto por la idea calificándola de "acción fantasmal a distancia".

Después, durante las últimas décadas, el entrelazamiento fue probado cientos de veces en laboratorio, sin que hasta el día de hoy los físicos hayan podido averiguar cómo puede producirse esa especie de "comunicación instantánea" entre dos partículas que no están en contacto físico. Ahora, el equipo de la Universidad de Viena ha llevado el entrelazamiento un paso más allá, y ha conseguido lo que nadie había podido hacer hasta ahora.

Para realizar su experimento, los físicos partieron de dos parejas de partículas de luz, esto es, de dos "paquetes" de dos fotones cada uno. Cada una de las dos partículas de cada  pareja de fotones estaban entrelazadas entre sí. Más tarde, un fotón de cada pareja fue enviado a una persona hipotética llamada Victor. Y de las dos partículas (una por pareja) que quedaron detrás, una fue entregada a Bob y la otra a Alice. (Bob y Alice son los nombres que se utilizan habitualmente para ilustrar los experimentos de Física Cuántica).

Víctor, al tener un fotón de cada pareja entrelazada, tiene pleno control sobre las partículas de Bob y Alice. Pero qué sucedería si Victor decidiese entrelazar a su vez sus dos partículas? Al hacerlo, también los fotones de Bob y Alice (ya entrelazados con cada uno de los dos fotones en poder de Víctor), se entrelazarían el uno con el otro. Lo bueno es que Víctor puede decidir llevar a cabo esta accíon en cualquier momento que quiera, incluso después de que Bob y Alice hubieran medido, modificado o incluso destruído sus propios fotones.

"Lo realmente fantástico -afirma Anton Zellinger, también de la Universidad de Viena y coautor del experimento- es que esa decisión de entrelazar los dos fotones puede ser tomada en un momento muy posterior. Incluso en uno en que los otros fotones podrían haber dejado de existir".

La posibilidad de llevar a cabo este experimento había sido predicha en el año 2000, pero hasta ahora nadie había conseguido realizarlo. "La forma en que entrelazamos las partículas -explica Zeilinger- es enviándolas hacia un cristal cuya mitad es un espejo. El cristal, por lo tanto, refleja la mitad de los fotones y deja pasar a la otra mitad. Si tu envías dos fotones, uno a la izquierda y otro a la derecha, cada uno de ellos olvidará de dónde procede. Es decir, perderán sus identidades y ambos quedarán entrelazados".

Zeilinger asegura que la técnica podrá ser usada algún día para la comunicación ultrarápida entre dos computadoras cuánticas, capaces de usar el entrelazamiento para almacenar información. Por supuesto, una máquina así no existe todavía, aunque experimentos como el descrito suponen un paso muy firme hacia ese objetivo.

"La idea -asegura Zeilinger- es crear dos pares de partículas, y enviar una a un ordenador y la otra al otro. Entonces, si entrelazamos esas partículas (como en el experimento), los dos ordenadores podrán utilizarlas para intercambiar información".

La NASA alarga la vida de tres 'ojos' espaciales

Recreaciones de los telescopios 'Spitzer', 'Panck' y 'Kepler'. | NASA

Rosa M. Tristán | Madrid

Actualizado viernes 06/04/2012 18:22 horas

 

La NASA ha abierto la posibilidad de ampliar las misiones del Jet Propulsion Laboratory de Pasadena asociadas a tres importantes telescopios espaciales: el 'Spitzer' (lanzado en 2003), el 'buscaplanetas' 'Kepler' (lanzado en 2009) y el Planck (también lanzado en 2009 con la Agencia Espacial Europea). Los tres satélites seguirán contando con apoyo de la agencia americana para seguir proporcionando interesantes datos a los astrofísicos.
Como explica Michael Werner, científico principal de Astronomía en el JPL, "esto significa que los científicos podrán seguir utilizando las tres naves espaciales para estudiar todo lo relacionado con el nacimiento del Universo, gracias a 'Planck'; las galaxias, estrellas, cometas y asteroides con 'Spitzer'; y buscando planetas potencialmente habitables con Kepler".
En concreto, Kepler, cuya misión terminaba a finales de este año, seguirá en activo al menos hasta el 30 de septiembre de 2016, si bien las partidas económicas que se han fijado para ello serán revisadas en 2014.
Esta prolongación permite contar con cuatro años adicionales para encontrar planetas como la Tierra en zonas habitables.
El 'Spitzer' también podrá seguir funcionando al menos hasta 2014. Este satélite ha proporcionado a la comunidad astronómica unas imágenes en infrarrojo únicas del Universo. El líquido refrigerador que lleva a bordo se pensó que sólo resistiría hasta 2009, pero ya ha sobrepasado en tres años esa fecha y ahora se cree que puede seguir haciéndolo al menos dos años más.
Una de las misiones de este observatorio espacial es sondear atmósferas de planetas que están fuera del Sistema Solar para analizar sus componentes químicos, y también ha logrado captar datos en el resplandor de algunas de las galaxias más lejanas que se conocen.
La tercera misión es de la Agencia Espacial Europea (ESA), pero la NASA tiene una participación en ella que también se quiere prolongar. Se trata de la misión del satélite Planck, que lleva ya cuatro años recopilando datos del Universo más primitivo, poco después de la explosión del Big Bang.
Sus observaciones están permitiendo a los astrónomos acercarse al origen, la evolución y el destino del Universo. Los socios europeos ya han aprobado una ampliación de los fondos necesarios para mantener el 'Planck' en activo y ahora los norteamericanos también van a solicitar financiación adicional.

Fuente: www.elmundo.es

El Gran Acelerador de Partículas rompe un nuevo récord mundial de energía

Imagen de una colisión de partículas.

Efe | Ginebra

Actualizado jueves 05/04/2012 11:23 horas

El Gran Acelerador de Partículas (LHC) del Laboratorio Europeo de Física Nuclear (CERN) rompió esta madrugada un nuevo récord mundial de energía, sólo seis semanas después de que empezara a funcionar tras la parada técnica que debe hacer cada año para recibir mantenimiento.
Poco después de la medianoche, dos haces de protones que circulaban en direcciones opuestas dentro del anillo del LHC colisionaron "al nivel de cuatro puntos de interacción", generando una energía récord de 8 TeV (teraelectronvoltios), comunicó el CERN.
Este resultado "aumenta considerablemente el potencial de descubrimiento de la máquina", agregó la institución.
El objetivo del experimento es que de las colisiones entre protones a una energía tan elevada surjan nuevas partículas cuya existencia se ha enunciado en tratados teóricos, pero que nunca han sido vistas.
La más buscada es sin duda el Bosón de Higgs, la partícula sobre la que reposan las bases del Modelo Estándar de la física y que es, por el momento, la única explicación disponible sobre una cuestión tan fundamental como el origen de la materia.
"Gracias a la experiencia adquirida en los dos años de explotación fructífera a una energía de 3,5 TeV por haz, podemos elevar de manera serena la energía este año", comentó el director de los aceleradores y tecnología del CERN, Steve Myers.
La idea inicial era que los haces de protones inyectados en el LHC viajaran en 2012 propulsados por una energía de 3,5 TeV, pero el óptimo rendimiento de la máquina durante el año pasado convenció a los científicos de que valía la pena aumentar la intensidad hasta los 4 TeV.
Gracias a esta apuesta, la energía acumulada de colisión ha llegado ahora hasta los 8 TeV, que jamás se había alcanzado en ningún otro experimento.
Este avance multiplica las posibilidades de descubrir ciertas partículas hipotéticas, como las llamadas "supersimétricas", que se espera sean producidas en mucho mayor número a una energía más alta.
La supersimetría es una teoría de la física de partículas que va más allá del actual Modelo Estándar y que podría explicar la presencia de la materia oscura en el Universo.
Igualmente, a 8 TeV la partícula de Higgs, si existe, será producida en mayor cantidad que si la máquina funcionase sólo a los 7 TeV previstos anteriormente.
El riesgo es que también aumenten otro tipo de "señales" que podrían eventualmente ser confundidas con dicha partícula, por lo cual los investigadores consideran que se requiere al menos un año completo de explotación "para transformar los índices prometedores observados en 2011 en descubrimientos o excluir definitivamente a Higgs del Modelo Estándar", indicó el CERN.
El pasado diciembre, los equipos de los detectores del LHC que buscan partículas nuevas anunciaron los resultados obtenidos hasta entonces, que daban indicios de la presencia del Bosón de Higgs, pero a un nivel estadístico todavía insuficiente como para proclamar el gran descubrimiento.

Fuente: www.elmundo.es