Acercándonos al LHC
En la página de Inicio presentamos algunas de las noticias más recientes e interesantes, según nuestro criterio, sobre Física de Partículas que tienen al CERN (y al LHC, en particular) como protagonista.
En esta Sección van apareciendo las que se fueron produciendo en años anteriores, y que inicialmente estuvieron en la página de Inicio. Téngase presente que algunas de las noticias que mostramos aquí fueron posteriormente confirmadas, actualizadas y otras descartadas.
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Un importante logro procede de LHCb Collaboration, Diciembre 2022, y se refiere al cumplimiento del Principio de Universalidad del "sabor" leptónico.
La interacción débil, tal como se describe en el Modelo Estándar (SM), actúa de forma simétrica para todos los leptones. Esto quiere decir que decaimientos que impliquen por ejemplo muones o electrones deben presentar iguales probabilidades (con pequeñas correcciones debidas a las diferentes masas de esos leptones). Un ejemplo de tales decaimientos son B+→ (K+μ+μ-) y B+→ (K+e+e-), en los que un mesón B decae en un par de leptones, acompañados por un mesón K. Siguiendo el Modelo Estándar, si se mide la probabilidad de ambos procesos deberíamos obtener teóricamente una relación (RK) de esas probabilidades muy cercanas a 1. Estudios previos de estas desintegraciones habían mostrado diferencias significativas respecto a las predicciones teóricas, debido potencialmente a los efectos de nuevas partículas o fuerzas.
Los resultados anunciados en diciembre de 2022, después de análisis de datos más extensos y completos que los anteriores, concuerdan perfectamente con el principio de universalidad del sabor leptónico.
Información más actualizada (agosto 2023) puede encontrarse aquí.
LHCb collaboration pone a disposición del público su primer conjunto de datos
Diciembre 2022: laLHCb collaboration pone a disposición del público su primer conjunto de datos, los datos del Run1 del LHC, lo que permitirá que cualquier persona del mundo pueda realizar investigaciones.
“The data collected at LHCb is a unique legacy to humanity, especially since no other experiment covers the region LHCb looks at,” indicó Sebastian Neubert, líder del LHCb open data project. “It has been obtained through a huge international collaborative effort, which was funded by the public. Therefore the data belongs to society.”
Otro asunto muy importante de investigación, en el que el LHC debe desempeñar un papel importante, es la medida del valor del momento magnético del muón. En este campo tenemos que citar el Muon g-2 Experiment (Fermilab), que mide el momento magnético del muón a partir de sus interacciones cuánticas con el vacío cuando atraviesa un campo magnético (téngase en cuenta que el vacío está “lleno” de partículas virtuales). Este experimento anunció en 2021 sus resultados que evidencian una divergencia demasiado grande con la predicción teórica según el Modelo Estándar. El nivel de fiabilidad alcanzado es de 4,2 sigma (indicios de nueva física) con alrededor del 6% de todos los datos que se pueden utilizar, por lo que en pocos años se podrían obtener los 5 sigmas (descubrimiento).
Tomado de Fermilab-Twitter
Información más actualizada (2023) aquí.
Nuevos hadrones. Con los datos obtenidos en las fases Run 1 y Run2 se han descubierto más de medio centenar de hadrones (hasta julio de 2022 se han anunciado 66 nuevos hadrones. (Ver más en Patrick Koppenburg-Website)
La mayoría de ellos han sido descubierto en el experimento LHCb.
El 5 julio de 2022 se anunciaron cuatro nuevos descubrimientos:
Más informaciones importantes:
Marzo 2023. Primeros resultados desde el detector FASER The FASER collaboration informa de la primera observación directa de interacciones de neutrino en un experimento de colisión de partículas como el LHC. Ver más... y también aquí.
Marzo 2023. Las Colaboraciones ATLAS y CMS observan la producción simultánea de cuatro quarks top, un fenómeno raro que podría estar relacionado con Física más allá del Modelo Estándar de la Física de Partículas. Más información...
En Enero de 2022, LHCb Collaboration anunció la medida de la masa del W bosón W. Esta medida fue realizada usando datos de colisiones protón-protón con √s = 13 TeV correspondientes a una luminosidad integrada de 1.7 fb−1 , con datos de 2016 del LHCb Experiment. La masa del bosón W determinada fue:
mw = 80354 ± 23stat± 10exp± 17theory ± 9PDF MeV/c2.
donde las incertezas corresponden a contribuciones de fuentes estadísticas, sistemáticas experimentales, teóricas y funciones de distribución de partones. La medición concuerda bien con la predicción del ajuste electrodébil global y con las mediciones anteriores.
No obstante, el Collider Detector at Fermilab (CDF) Collaboration anunció en abril de 2022 una medida precisa de la masa del bosón W a partir de datos del Tevatron, y, sorprendentemente, los investigadores encontraron una valor significativamente más alto: 80433.5 ± 9.4 MeV/c2. Este resultado se desvía de la predicción terórica del Modelo Estándar, pero es un resultado experimental que debe ser validado por futuros experimentos, como es el caso del LHC.
Masa del bosón W
Imagen tomada de Gibney E. (2022). “HOW THE REVAMPED LARGE HADRON COLLIDER WILL HUNT FOR NEW PHYSICS".
Nature, 2022 May; 605(7911):604-607]
En Marzo de 2019 (Rencontres de Moriond), la colaboración LHCb presentó sus resultados sobre la “Violación CP” encontrada en el mesón D0 (este mesón está formado por un quark c y un antiquark u). Para observar este fenómenos los investigadores de esta colaboración han utilizado los datos producidos en el detector LHCb desde 2011 a 2018. La violación CP es una característica esencial del universo para comprender la asimetría materia-antimateria existente. Hasta ahora, este fenómeno solo se había encontrado en partículas que estuvieran formadas por quarks strange (s) o bottom (b).
25 Julio 2018, por primera vez los operadores del LHC inyectaron "atomos" formados por un núcleo de Pb y un electrón. Se trata del primer paso de comprobación de una nueva idea llamada Factoría Gamma, dentro del proyecto "CERN’s Physics Beyond Colliders".
En Marzo de 2018, en la 53ª Anual Rencontres de Moriond (del 10 al 24 Marzo de 2018) celebrada en La Thuile en el Valle de Aosta Valley (Italia), ATLAS y CMS presentaron un conjunto de nuevas medidas de las propiedades de boson escalar asociado con el Brout-Englert-Higgs field. Estos resultados proceden del examen de los datos de las colisiones protón-protón a una energía de 13 TeV durante los años 2015 y 2016. Estos datos tomados en ATLAS e CMS provienen de alrededor de dos millones de bosones de Higgs, de los cuales alrededor de 10000 fueron fácilmente accesibles desde los detectores.
12 Octubre 2017, durante ocho horas, el LHC estuvo acelerando y colisionando núcleos de Xenon, permitiendo a los detectores ATLAS, ALICE, CMS and LHCb, registrar colisiones de xenon por primeira vez.
6 Julio 2017, en la EPS Conference on High Energy Physics en Venecia, el LHCb experiment comunica la observación de Ξcc++(Xicc++), una nueva partícula que contiene dos quarks charm y un quark up. Durante muchos años los físicos han estado detrás de su descubrimiento, quedando ahora completamente detectada. Su masa es de 3621 MeV.
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AUTORES Xabier Cid Vidal, Doctor en Física de Partículas (experimental) por la Universidad de Santiago (USC). Research Fellow in experimental Particle Physics en el CERN, desde enero de 2013 a diciembre de 2015. Estuvo vinculado al Depto de Física de Partículas de la USC como becario "Juan de la Cierva", "Ramon y Cajal" (Spanish Postdoctoral Senior Grants), y Profesor Contratado Doctor. Desde 2023 es Profesor Titular de Universidad en ese Departamento (ORCID). Ramon Cid Manzano, profesor de Fïsica y Química en el IES de SAR (Santiago - España), y Profesor Asociado en el Departamento de Didáctica de Ciencias Experimentales de la Facultad de Educación de la Universidad de Santiago (España), hasta su retiro en 2020. Es licenciado en Física y en Química, y Doctor por la Universidad de Santiago (USC).(ORCID). |
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