La primera observación de neutrinos en el LHC.

Agosto 2023.

Os neutrinos están dentro das partículas máis abundantes en el universo, pero observarlos es un reto enorme dado que apenas interaccionan con la materia.

Os neutrinos son abundantemente producidos na colisión de protóns en aceleradores como o LHC, pero ata o de agora non foran directamente observados.
As colaboracións FASER e SND@LHC son dous diferentes experimentos dedicados á detección de neutrinos, ambos os dous no LHC, nos que recentemente, e de xeito indipendente foron observados neutrinos procedentes da colisión de protóns. Desta maneira pódense abrir novas importantes líñas de investigación en Física de Partículas.

Máis en ...

ATLAS establece un récord de precisión na masa do bosón de Higgs.

Xullo 2023.

Tomado do CERN Website.

O Modelo Estándar non predír a masa do bosón de Higgs, polo que se debe determinar mediante medidas experimentais. O seu valor determina a forza das interaccións do bosón de Higgs con outras partículas elementais e consigo mesmo. Un coñecemento preciso deste parámetro fundamental é clave para realizar cálculos teóricos precisos que, á súa vez, permitan aos físicos confrontar as súas medicións das propiedades do bosón de Higgs coas predicións do Modelo Estándar. As desviacións respecto a estas predicións indicarían a presenza de fenómenos novos ou inexplicables.

A nova medida de ATLAS combina dous resultados: unha nova medida da masa do bosón de Higgs baseada nunha análise da desintegración da partícula en dous fotóns de alta enerxía (a "canle difotón") e unha medida de masa anterior baseada nun estudo da súa desintegración en catro leptones (a "canle catro-leptón").

A nova medida na canle dos difotons, que combina as análises dos conxuntos completos de datos ATLAS das series 1 e 2 do LHC, deu como resultado unha masa de 125.220 millóns de electronvoltios (GeV) cunha incerteza de só 0,14 GeV (0,09%).

Primeira evidencia dun raro decaemento do bosón de Higgs nun bosón Z e un fotón.

Maio 2023

O Modelo Estándar predí que, se o bosón de Higgs ten unha masa de arredor de 125 GeV, aproximadamente o 0.15% dos bosóns de Higgs decaerán nun bosón Z e un fotón.

Pero algunhas teorías que van máis aló do Modelo Estándar predín unha tasa de decaemento diferente. A medición desta tasa de decaemento aporta valiosas ideas tanto sobre a física máis aló do Modelo Estándar como sobre a natureza do bosón de Higgs.

Nun novo estudo, ATLAS e CMS uniron forzas para maximizar os datos recollidos durante o Run 2 (2015-2018) incrementando significativamente a precisión estatística.

Esta colaboración tradúcese nun resultado para este decaemento do bosón de Higgs nun bosón Z e un fotón cunha desviación estándar de 1.9 por riba da predición do Modelo Estándar. O resultado ten unha significancia estadística de 3.4, que aínda está por debaixo de requerimento de 5 necesario para reclamar ol descubrimiento

Outro importante logro procede da LHCb Collaboration, Decembro 2022, e refírese ao cumprimento do Principio da uiversalidade do "sabor" leptónico.

A interacción feble, tal como se describe no Modelo Estándar (SM), actúa de xeito simétrico para todos os leptóns. Isto quere dicir que decaementos que impliquen por exemplo muóns ou electrones deben presentar iguais probabilidades (con pequenas correccións debidas ás diferentes masas deses leptóns). Un exemplo de tales decaementos son B⁺→ (K⁺μ⁺μ^-) e B⁺→ (K⁺e⁺e^-), nos que un mesón B decae nun par de leptóns, acompañados por un mesón K. Seguindo o Modelo Estándar, se se mide a probabilidade de ambos procesos deberíamos obter teóricamente unha relación (R_K) desas probabilidades moi cercanas a 1. Estudos previos destas desintegracións mostrarían diferenzas significativas respecto ás prediccións teóricas, debido potencialmente aos efectos de novas partículas ou fuerzas.

Os resultados anunciados en decembro de 2022, despois de análises máis extensas e completas cás anteriores, concordan perfectamente co Principio de universalidade do "sabor" leptónico.

Ver máis…

Información más actualizada (agosto 2023) puede encontrarse aquí.

LHCb collaboration pon a disposición do público o seu primeiro conxunto de datos.
Decembro 2022: la LHCb collaboration pon a disposición del público os datos del Run1 del LHC, o que permitirá que calquera persoa do mundo poida realizar investigacións.
“The data collected at LHCb is a unique legacy to humanity, especially since no other experiment covers the region LHCb looks at,” indicou Sebastian Neubert, líder do 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.”

CERN Open Data Portal.

Outro asunto muy importante de investigación, no que o LHC debe xogar un papel importante, é a medida do valor do momento magnético do muón. Neste campo hai que citar o Muon g-2 Experiment (Fermilab), que mide o momento magnético do muón a partir da súas interacciones cuánticas con el vacío cuando atraviesa un campo magnético (hai que ter presente que o baleiro está “cheo” de partículas virtuais). Este experimento anunciou en 2021 os seus resultados que evidencian una diverxencia demasiado grande coa predicción teórica segundo o Modelo Estándar. O nivel de fiabilidade alcanzado é de 4,2 sigma (indicios de nova física) con aproximadamente o 6% de todos os datos que se poden utilizar, polo que en poucos anos se poderían obter os 5 sigmas (descubrimento).

Tomado de Fermilab-Twitter

Ver máis aquí ou aquí.

Información máis actualizada (2023) aquí.

Novos hadróns. Cos datos obtidos nas fases Run 1 e Run2 foron descubertos máis de medio cento de hadróns (ata xullo de 2022 foron anunciado 66 novos hadróns. (Ver máis en Patrick Koppenburg-Website)

A maioría deles foron descubertos no experimento LHCb.

No 5 de xullo de 2022 anunciáronse catro novos descubrimentos:

Marzo 2023. Primeiros resultados desde o detector FASER The FASER collaboration informa da primeira observación directa de interaccións de neutrino nun experimento de colisión de partículas como el LHC. Ver máis... e tamén aquí.

Marzo 2023. As Colaboracións ATLAS e CMS observan a produción simultanea de catro quarks top, un fenómeno raro que podería estar relacionado coa Física máis aló do Modelo Estándar dla Física de Partículas.. Máis información...

En Xaneiro de 2022, LHCb Collaboration anuncióu  a medida da masa do bosón W. Esta medida foi realizada usando datos de colisións protón-protón con √s = 13 TeV correspondentes a unha luminosidade integrada de 1.7 fb⁻¹,  con datos de 2016 do LHCb Experiment. A masa do bosón W determinada foi:

m_w = 80354 ± 23_stat± 10_exp± 17_theory ± 9_PDF MeV/c².

onde as incertezas corresponden a contribucións de fontes estatísticas, sistemáticas experimentais, teóricas e funcións de distribución de partóns. A medición concorda ben coa predicción de axuste electrodébil global e coas medicións anteriores.

Porén, o Collider Detector at Fermilab (CDF) Collaboration anunciou en abril de 2022 unha medida precisa da masa do bosón W a partir de datos do Tevatron, e, sorprendentemente, os investigadores encontraron un valor significativamente máis alto: 80433.5 ± 9.4 MeV/c². Este resultado desvíase da predicción terórica do Modelo Estándar, pero é un resultado experimental que debe ser validado por futuros experimentos, como é o caso del LHC.

Masa del bosón W

Imaxe 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) a colaboración LHCb presentou os seus resultados sobre a “violación CP” encontrada no mesón D0 (este mesón está formado por un quark c e un antiquark u). Para observar este fenómenos os investigadores desta colaboración utilizaron os datos producidos no detector LHCb desde 2011 a 2018. A violación CP á unha característica esencial do universo para comprender a asimetría materia-antimateria existente. Ata o de agora, este fenómeno só fora atopado en partículas que estiveran formadas por quarks strange ou bottom.

Na súa Sesión 195 (Nov 2019) o CERN Council nomeou a Fabiola Gianotti, como Directora Xeral da Organización, para un segundo mandato. Este novo nomeamento vai do 1 de xaneiro de 2021 a decembro de 2025. Esta é a primeira vez na historia do CERN que a Dirección Xeral foi prorrogada para un segundo mandato completo.

Ademais das diferentes Seccións deste sitio, creemos de interese visitar outros sitios web para ter unha idea máis xeral da Física de Partículas. Por exemplo: La aventura de las Partículas, ou outros sitios que se indican na sección Educación.

Algúns dos datos e informacións, así como imaxes, teñen sido tomado dos diferentes websites do CERN, tendo sido solicitado e concedido o correspondente permiso pola administración do CERN. O uso que se fai neste Sitio Web dos diferentes materiais procedentes das publicaciones producidas por lo CERN segue estrictamente os termos de uso que a este respecto indica o CERN.

O resto das imaxes, gráficas, etc., non feitas por nós, foron tomadas como de "fair use". Se non é o caso, por favor, fágannolo saber para retiralas de inmediato.

(*) Sobre a utilización da palabra "colisor" ver...