Algo se muere en el alma, cuando un amigo se va… Adiós, Tevatrón, adiós

Por Francisco R. Villatoro, el 30 septiembre, 2011. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science ✎ 6

Todo tiene un final y hoy ha sido el último día de colisiones protón-antiprotón en el colisionador de partículas que descubrió el quark top en 1995, una partícula predicha en 1977. Tras 28 años, el Tevatrón del Fermilab ha cumplido con creces todas las expectativas. No ha encontrado la supersimetría ni tampoco el bosón de Higgs, pero hoy sabemos gracias al Tevatrón que el quark top tiene una masa de 173,2 ± 0,9 GeV, un valor de gran precisión que le costará al LHC del CERN  muchos años poderlo mejorar. Además, gracias al Tevatrón sabemos que el bosón W tiene una masa de 80,420 ± 0,031 GeV (el LHC tampoco mejorará este valor en los próximos años). Y aún quedan colisiones sin analizar. El próximo año (primavera-verano) la precisión de estas masas serán mejoradas aún más. Las masas del quark top y del bosón W son claves para estimar la masa esperada para el bosón de Higgs. Gracias al Tevatrón, el factor limitante es la precisión en la masa del bosón W. El Tevatrón ha necesitado muchos años (26 años) para acabar convertido en una máquina de precisión. El LHC necesitará muchos años para igualarlo, por eso hay bastante interés en el desarrollo de colisionadores lineales de leptones. El Tevatron también descubrió cinco bariones B y el mesón B c, fue clave en la observación del neutrino τ en el Fermilab, observó de forma directa la violación de la simetría CP en los kaones, y produjo un quark top individual.

Adiós, Tevatrón, adiós.

Pero recordad todos, seguiremos hablando de las noticias surgidas en el Fermilab a partir del análisis de las colisiones del Tevatrón durante muchos meses, y seguiremos hablando de los resultados logrados por el Tevatrón durante muchos años.

El Tevatrón no se va para no volver, seguirá entre nosotros.

El pin que abre esta entrada lo he visto gracias a Philip Gibbs, «Shutdown approaches for the Tevatron,» vixra log, September 28, 2011. En español os recomiendo leer a MiGUi, «El Tevatrón se acaba el 30 de septiembre,» MiGUi, 29 septiembre 2011. News Eugenie Samuel Reich, «Fermilab faces life after the Tevatron,» Nature 477: 379, 21 September 2011, nos recuerda que prolongar la vida útil del Tevatrón sería de gran ayuda a la hora de analizar en detalle las propiedades del bosón de Higgs; sin embargo, tras 28 años en la primera línea de parrilla, el Tevatrón debe ceder el puesto a otros proyectos de investigación. A los que tengan acceso a Science les recomiendo leer a Andrian Cho, «The Tevatron’s Epitaph: Solid Science, No Surprises,» Science 333: 1687-1688, 23 September 2011. Según Cho, el Tevatrón pasará a la historia como una máquina que encontró lo que estaba buscando y nada más. ¿Qué pasará con el LHC del CERN? Se repitará lo mismo y encontrará el Higgs y nada más. ¡Quien sabe!

¿Cuál es el futuro del Fermilab? Hay muchos proyectos en curso. Allí ya se produce el haz más intenso de neutrinos de alta energía de todo el mundo, que se utilizará en el experimento NOνA que estudiará la oscilación de los neutrinos. Además, el Proyecto X estudiará la física de los procesos raros en el modelo estándar, complemento ideal del LHC del CERN. Si este último descubre nuevas leyes físicas o nuevas partículas, el Proyecto X será clave para estudiarlas; si no las descubre, permitirá estudiar el modelo estándar con gran precisión. Los procesos raros son el futuro de la física de partículas en el Fermilab.

PS (3 oct. 2011): Recomiendo la lectura de John Conway, «The End of the Tevatron,» Cosmic Variance, January 10th, 2011; y de Mark Lancaster, «Tevatron collider falls silent today after 26 years of smash hits,» The Guardian,Friday 30 September 2011.

L0s grandes hitos de la historia del Tevatrón: Merece la pena recorrerlos en esta timeline interactiva del Fermilab.



6 Comentarios

  1. Triste que se valla, nos abrió un poco mas los ojos y borro un poco de niebla que había en nuestro camino
    . (La masa del W… ¿no era 80,420 ± 0,031 GeV ?). Saludos francis y un «pesame» a todos los cientificos que trabajaron junto a este compañero.

  2. Hacia 1960 se sabía que existían 8 bariones y 8 mesones agrupados según la conservación de dos propiedades (el isospin y la extrañeza). Tanto los bariones como los mesones se agrupaban en 4 grupos: 1 grupo de 3(hiperones sigma y piones) dos grupos de 2 (neutrón, protón, hiperones xi y kaones) y un grupo de 1 (hiperon lambda y meson eta). Entonces, los físicos recurrieron una vez más al enorme poder de las matemáticas y utilizando la teoría de grupos tomaron el grupo SU(3) (una generalización del grupo de rotaciones en 3 dimensiones) y encontraron que el grupo SU(3) es de orden 8 y tiene 4 subgrupos: 1 de orden 3, 2 de orden 2 y 1 de orden 1. !Explica perfectamente la distribución de los hadrones!
    Gell-Mann y otros conjeturaron después que los hadrones podrían estar constituidos por partículas más pequeñas, entonces pegando 3 copias de SU(3) obtuvieron: 3x3x3=1+8+8+10 (un subgrupo de 10, 2 de 8 y uno de 1): Increíble, esto explicaba la existencia de los 8 bariones, los 8 mesones y predecía 10 partículas de vida muy corta (resonancias) y otra partícula de propiedades distintas a las demás. En aquel momento solo se conocían 9 resonancias, Gell-Mann confiando en el poder de la simetría predijo la existencia de una nueva resonancia (omega-) y de 3 tipos de quarks. Cuando todas estas partículas fueron descubiertas la naturaleza nos confirmó que usa la teoría de grupos en sus leyes más profundas y que podemos utilizarla para predecir su estructura fundamental.
    Más tarde el SM (modelo estándar) basado en el producto de los grupos de simetrías SU(3)XSU(2)XSU(1) y en el hecho de que esta simetría está rota a bajas energías predijo todo un grupo de nuevas partículas: las W,Z, gluones, quark top, quark estraño y boson de Higgs. Todas estas partículas han sido descubiertas (increíble el enorme poder del intelecto humano armado con las matemáticas) excepto 1: el Higgs. ¿Adivinais cual será la próxima en ser descubierta no? Además el Tevatrón ha medido con gran precisión la masa del top y del w y los test de precisión del SM sitúan la masa del Higgs en torno a 120 Gev/c2 justo el rango que está explorando el LHC y el que siempre ha sido considerado como más probable. Todo encaja ¿no? el descubrimiento del Higgs es inmimente y el avance hacia la estructura más profunda del Universo imparable.

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