Factor Ciencia - Gran colisionador de hadrones (23/09/2013)
Tabla de contenido:
¡Diez años! Diez años desde el inicio de las operaciones para el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), una de las máquinas más complejas jamás creada. El LHC es el acelerador de partículas más grande del mundo, enterrado a 100 metros bajo el campo francés y suizo con una circunferencia de 17 millas.
El 10 de septiembre de 2008, los protones, el centro de un átomo de hidrógeno, circularon alrededor del acelerador LHC por primera vez. Sin embargo, la emoción duró poco porque el 22 de septiembre se produjo un incidente que dañó a más de 50 de los más de 6,000 imanes del LHC, que son críticos para mantener a los protones viajando en su trayectoria circular. Las reparaciones tardaron más de un año, pero en marzo de 2010 el LHC comenzó a colisionar protones. El LHC es la joya de la corona del CERN, el laboratorio europeo de física de partículas que se fundó después de la Segunda Guerra Mundial como una forma de reunir y reconstruir la ciencia en una Europa devastada por la guerra. Ahora los científicos de seis continentes y 100 países realizan experimentos allí.
Quizás se esté preguntando qué hace el LHC y por qué es tan importante. Grandes preguntas. El LHC colisiona dos haces de protones en las energías más altas jamás alcanzadas en un laboratorio. Seis experimentos ubicados alrededor del anillo de 17 millas estudian los resultados de estas colisiones con detectores masivos construidos en cavernas subterráneas. Ese es el qué, pero ¿por qué? El objetivo es comprender la naturaleza de los bloques de construcción más básicos del universo y cómo interactúan entre sí. Esta es la ciencia fundamental en su forma más básica.
El LHC no ha decepcionado.Uno de los descubrimientos realizados con el LHC incluye el largamente buscado bosón de Higgs, predicho en 1964 por científicos que trabajan para combinar las teorías de dos de las fuerzas fundamentales de la naturaleza.
Trabajo en uno de los seis experimentos de LHC: el experimento de Mueno Solenoide compacto diseñado para descubrir el bosón de Higgs y buscar signos de partículas o fuerzas previamente desconocidas. Mi institución, la Florida State University, se unió a la colaboración Compact Muon Solenoid en 1994 cuando era un joven estudiante graduado en otra escuela que trabajaba en un experimento diferente en un laboratorio diferente. La planificación para el LHC se remonta a 1984. El LHC era difícil de construir y costoso (10.000 millones de euros) y tardó 24 años en llegar a buen término. Ahora estamos celebrando 10 años desde que el LHC comenzó a operar.
Descubrimientos del LHC
El descubrimiento más importante que viene del LHC hasta ahora es el descubrimiento del bosón de Higgs el 4 de julio de 2012. El anuncio se realizó en el CERN y cautivó a una audiencia mundial. De hecho, mi esposa y yo lo vimos vía webcast en nuestro televisor de pantalla grande en nuestra sala de estar. Ya que el anuncio fue a las 3 a.m. hora de Florida, fuimos a comer panqueques en IHOP para celebrar después.
El bosón de Higgs fue la última pieza restante de lo que llamamos el modelo estándar de la física de partículas. Esta teoría cubre todas las partículas fundamentales conocidas, 17 de ellas, y tres de las cuatro fuerzas a través de las cuales interactúan, aunque la gravedad aún no está incluida. El modelo estándar es una teoría increíblemente bien probada. Dos de los seis científicos que desarrollaron la parte del modelo estándar que predice el bosón de Higgs ganaron el Premio Nobel en 2013.
A menudo me preguntan: ¿por qué seguimos realizando experimentos, rompiendo juntos protones, si ya hemos descubierto el bosón de Higgs? ¿No hemos terminado? Bueno, todavía hay mucho por entender. Hay una serie de preguntas que el modelo estándar no responde. Por ejemplo, los estudios de galaxias y otras estructuras a gran escala en el universo indican que hay mucha más materia que la que observamos. A esto lo llamamos materia oscura ya que no podemos verlo. La explicación más común hasta la fecha es que la materia oscura está hecha de una partícula desconocida. Los físicos esperan que el LHC pueda producir esta partícula de misterio y estudiarla. Eso sería un descubrimiento increíble.
Apenas la semana pasada, las colaboraciones ATLAS y Compact Muon Solenoid anunciaron la primera observación de que el bosón de Higgs se descompone o quiebra en quarks de abajo. El bosón de Higgs se descompone de muchas maneras diferentes, algunas raras, otras comunes. El modelo estándar hace predicciones sobre la frecuencia con que ocurre cada tipo de decaimiento. Para probar completamente el modelo, debemos observar todas las desintegraciones previstas. Nuestra observación reciente está de acuerdo con el modelo estándar, otro éxito.
Más preguntas, más respuestas por venir
Hay muchos otros enigmas en el universo y podemos requerir nuevas teorías de la física para explicar tales fenómenos, como la asimetría materia / antimateria para explicar por qué el universo tiene más materia que la antimateria, o el problema de la jerarquía para entender por qué La gravedad es mucho más débil que las otras fuerzas.
Pero para mí, la búsqueda de datos nuevos e inexplicables es importante porque cada vez que los físicos piensan que ya lo tenemos todo resuelto, la naturaleza nos ofrece una sorpresa que nos lleva a una comprensión más profunda de nuestro mundo.
El LHC continúa probando el modelo estándar de física de partículas. Los científicos aman cuando la teoría coincide con los datos. Pero usualmente aprendemos más cuando no lo hacen. Esto significa que no entendemos completamente lo que está sucediendo. Y ese, para muchos de nosotros, es el objetivo futuro del LHC: descubrir evidencia de algo que no entendemos. Hay miles de teorías que predicen la nueva física que no hemos observado. Cuales son las correctas Necesitamos un descubrimiento para saber si alguno es correcto.
CERN planea continuar las operaciones de LHC durante mucho tiempo. Estamos planeando mejoras en el acelerador y los detectores para permitir que funcione hasta 2035. No está claro quién se retirará primero, yo o el LHC. Hace diez años, esperábamos ansiosamente los primeros haces de protones. Ahora estamos ocupados estudiando una gran cantidad de datos y esperamos una sorpresa que nos lleve por un nuevo camino. Aquí es para esperar los próximos 20 años.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation por Todd Adams. Lee el artículo original aquí.
AI. La alegría navideña generada está aquí para perseguir tus sueños navideños
Uno podría pensar que, dado que la inteligencia artificial ha creado obras de arte que se han vendido por miles de dólares, las redes neuronales deberían poder recrear las clichés, los jingles y las imágenes que definen las vacaciones. Pero resulta que A.I. el gul yuletide generado es en realidad bastante horrible.
CERN, hogar del Gran Colisionador de Hadrones, ahora un semillero de escándalo homofóbico
Como célebre laboratorio de física de partículas de Europa y lugar de nacimiento del bosón de Higgs, el CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) ha sido crucial en el desarrollo de teorías unificadoras sobre el universo conocido. Lo hace especialmente irónico, a la luz de sus éxitos científicos, que el laboratorio también alberga una guerra ...
El Gran Colisionador de Hadrones del CERN en Suiza es cerrado por una comadreja
El sitio de pruebas científicas más poderoso y costoso del mundo, uno que investiga la existencia misma de nuestro universo, fue cerrado por una comadreja. CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear, se vio obligada a detener el funcionamiento de su generador de partículas de $ 7 mil millones que se extiende a 17 millas de circunferencia a m ...