El LHC del CERN y la nueva era en la física de partículas elementales

Por Francisco R. Villatoro, el 21 agosto, 2011. Categoría(s): Ciencia • Física • LHC - CERN • Noticias • Physics • Science ✎ 3

En física de partículas, el número de colisiones que se almacenan en disco para su análisis posterior se denomina «luminosidad integrada» y se mide en unidades llamadas inversos de femtobarn (denotado /fb o fb−1). El LHC del CERN durante todo el año 2010 acumuló unos 0,04 /fb; ahora mismo el LHC está acumulando el doble de colisiones cada día. Ya se han alcanzado los 2,5 /fb y se estima que a finales de octubre se llegarán a los 5 /fb, si no surge ningún problema inesperado. En la última gran conferencia sobre física de partículas, la EPS HEP 11 de finales de julio, se presentaron resultados obtenidos tras analizar un 1/fb de datos; para la próxima conferencia importante, Lepton Photon 2011 (Mumbai, India), que se iniciará mañana lunes, 22 de agosto, se presentarán los resultados obtenidos con 2 /fb de datos. En muchos análisis, como la búsqueda del bosón de Higgs, la diferencia es enorme. Por ejemplo, uno de los resultados más esperados, la combinación ATLAS+CMS, cada experimento con 1 /fb de datos, que ha requerido casi un mes de trabajo, será muy similar al resultado obtenido por cada experimento por separado, cada uno con 2 /fb de datos.

La era del LHC es muy diferente a la del Tevatrón. En el Tevatrón del Fermilab se combinan los resultados de sus dos experimentos (DZero y CDF) cada 6 meses, más o menos; la combinación requiere más o menos un mes de análisis y gracias a ella se obtiene un resultado similar a analizar el doble de colisiones. Sin embargo, en el LHC del CERN combinar los resultados de ambos experimentos tiene poco sentido práctico (ahora mismo); se acumuló 1 /fb a finales de junio y se necesitó un mes para analizar dichas colisiones en cada experimento por separado, ATLAS y CMS, cuyo resultado se publicó a finales de julio; pero mientras se analizaban dichas colisiones se acumularon nuevas colisiones que casi duplicaron en número a las anteriores. La combinación ATLAS+CMS ha necesitado otro mes de trabajo, pero se ha realizado en paralelo con el análisis de las nuevas colisiones. Como resultado a finales de agosto tenemos un resultado combinado ATLAS+CMS equivalente a 2 /fb y un resultado por separado de cada experimento también con 2 /fb de colisiones.

El tempo de la era del LHC, vivace, hace parecer lento al Tevatrón. A partir de 2015 se espera acumular unos 100 /fb al año en el LHC del CERN con colisiones a 14 TeV c.m.; el Tevatrón ya sólo será un recuerdo, un recuerdo de una época en la que la física de partículas tenía un aire larghissimo, comparado con el prestissimo que alcanzará el LHC. Las noticias en los medios y los blogs como éste tendrán que adaptarse a una nueva época en la física de partículas elementales. Por supuesto, todo volverá a un moderato, quizás un moderato espressivo o un allegreto grazioso.

¿Qué podemos esperar de la conferencia en Mumbai entre el 22 y el 27 de agosto? Según «ATLAS Presents New Results at Lepton Photon 2011,» ATLAS Experiment Blog, August 17, 2011, la Colaboración ATLAS presentará resultados con 2 /fb (unos 140 billones de colisiones protón-protón) para las búsquedas del bosón de Higgs, la supersimetría y un gran número de otras búsquedas de física más allá del modelo estándar. Varios físicos de ATLAS bloguearán y tweetearán (valgan los neologismos), casi en directo, los resultados que se presentarán. La conferencia Lepton Photon 11 (The XXV International Symposium on Lepton Photon Interactions at High Energy) será muy excitante, sin lugar a dudas y en este blog trataré de mantenerte informado al respecto.



3 Comentarios

  1. Sin duda son momentos apasionantes para todos los que deseamos que la física profundice en la búsqueda de las leyes más fundamentales de la naturaleza. Mañana (se supone) Atlas presentará los resultados con 2 /fb el doble que hace apenas un mes y veremos si los picos entorno a 120Gev y/o 140Gev acaban convirtiendose en evidencia sólida del Higgs al menos a 3 o 4 sigmas. Aparte de revelarnos las leyes más fundamentales del universo las implicaciones prácticas de los descubrimientos en física fundamental aunque a primera vista no lo parezca pueden ser de un valor incalculable (pensar por ejemplo en las aplicaciones de descubrimientos como el electrón o el núcleo atómico). Puede que incluso el LHC descubra nuevas fuerzas a parte de las 4 conocidas, la historia del conocimiento humano se encuentra en momentos decisivos.

  2. Si, Planck, pero hay que ser prudentes y rigurosos. La comprensión profunda del comportamiento de los detectores de LHC es un reto difícil y que se va consiguiendo poco a poco, sorteando la gran cantidad de dificultades que encierra. Máxime si se quiere combinar resultados de dos experimentos diferentes, en los que hay correlaciones claras y otras no tanto.

    Seguro que el LHC va a aportar mucho a la Ciencia, lo está haciendo ya, de hecho. Pero todavía es pronto para ver resultados espectaculares. El rigor científico y las dificultades de un nuevo experimento hacen que los pasos sean más lentos de lo que nos gustaría

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