sábado, 26 de marzo de 2011

Misterios del universo LHC

En estos tiempos de aceleraciones sociales que le dan impronta a la época, resulta coherente señalar la importancia de este “acelerador de partículas” que los científicos se han empeñado en construir y utilizar para destrabar aspectos de la física cuántica que permanecen bajo un velo espeso. Pero es sabido que al espíritu humano no le agradan los ocultamientos. Queda mucho por saber, es indudable. Será fácil pensar que hoy también es necesario, construir un parque acelerador de preguntas internas, de esas que suelen encerrar al ser humano en laberintos de contradicciones. Seguramente hoy existen, en estos campos, proyectos y realizaciones tan dinámicas como la que vamos a exponer ante nuestros lectores de YVKE Mundial.
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Según Isaac Torres Cruz de “La crónica de Hoy”, el experimento de este aparato, ha tenido un relevante éxito para comprobar teorías cosmogónicas. A más de 15 años de su inicio, y ensamblar miles de toneladas de acero, crear instrumentación nunca vista, inversión de miles de millones de dólares y el trabajo de miles de científicos del todo el mundo, el mayor y más ambicioso experimento de la historia, comenzó a hacer ciencia.
El programa no se había iniciado sino hasta el 29 de marzo 2010, cuando se logró colisionar por primera vez partículas a altas velocidades. Este experimento ha tenido un relevante éxito para comprobar diversas teorías cosmogónicas.
A partir de ahora y hasta dentro de alrededor de dos años, los investigadores en el Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) podrán estudiar los datos generados por las colisiones de protones de plomo –acelerados a siete teraelectrovolts (TeV), 3.5 por cada haz– que viajan a la velocidad de la luz, donde podrán recrear momentos inconcebibles, de milésimas de segundo, que precedieron al Big Bang.


A RESOLVER MISTERIOS
Con ello, los expertos esperan resolver preguntas , confirmar teorías, desecharlas, o darles a pensar a los físicos . Estos siete TeV, la mitad de su potencial energético, serán suficientes “para explorar una vasta región e ir en busca de la materia oscura, nuevas fuerzas y dimensiones”, y, ¿por que no?, “ hallar el Bosón de Higgs”, esa partícula primigenia sólo teorizada hasta ahora.
Parece que existen posibilidades de que el LHC descubra partículas supersimétricas, que tomarían cuenta de una cuarta parte de la masa y energía del Universo, “ya que hasta el momento se conoce aproximadamente sólo el cinco por ciento de lo que existe fuera de nuestro planeta”.


La supersimetría
Después de millones de colisiones, los especialistas esperan comprobar la teoría de la supersimetría, que postula que al principio del Universo cada partícula elemental tenía su contra parte, que sobrevivió y que podría estar interactuando de manera invisible con la naturaleza. Esto podría explicar el origen de la materia y la energía oscura que conforman el 96 por ciento del Universo y que no es posible ver; sin embargo, la fuerza gravitacional que ejercen sobre lo que sí se conoce evidencia su existencia. Pero si bien esta línea de investigación es una de las más importantes, no hay que olvidar el Higgs, que si bien podría necesitar de mayor potencia del LHC, quizá la máxima, los científicos no descartan tampoco su avistamiento.


Una partícula misteriosa y elusiva
El conocimiento y observación de partículas atómicas universales no está completo, ¿cómo adquieren las partículas elementales la masa, que a su vez forma átomos, materia, galaxias, estrellas, planetas, vida? Los teóricos argumentan que existe una partícula que impregna de masa a las demás, la partícula de Higgs. Hasta ahora no ha podido ser observada, debido a que no se tenía el poder para generar colisiones que dieran como resultado su aparición. ACORDE y V0A, dos de los 16 subdetectores de ALICE, fueron desarrollados por investigadores del Cinvestav, UNAM, BUAP y la Universidad de Sonora, entre otras instituciones.
ACORDE tiene que calibrar y alinear a ALICE, mientras que el V0A permitirá discernir la trayectoria de partículas, al momento de su colisión, con lo que dará aviso de si el fenómeno fue bueno.
ALICE podrá detectar alrededor de 20 mil partículas, como resultado del choque entre los núcleos de átomos de plomo que liberarán quarks y gluones, partículas depositadas en los protones y neutrones.
Se enfría la sopa
Al enfriarse estas “sopas” de quarks y gluones —de acuerdo con los científicos, hace casi 14 mil millones de años, solamente una pequeña fracción de segundo después del Big Bang, la materia estaba conformada por estos componentes— se convertirán en partículas estables que serán visibles en el detector.
Las criticas quedaron atrás
Las polémicas e inquietudes sobre los posibles peligros del LHC, su escandaloso costo, su avería, todo quedó atrás; ahora los ojos están puestos en lo que importa, en el que es su objetivo, motivo de su construcción: hacer ciencia y entender mejor el Universo. Apenas se celebraron las primeras colisiones, sin embargo, desde antes la comunidad CERN ya se prepara para el futuro de su historia. Los científicos trabajan en un programa de mejoras para el LHC y buscan que en el año 2015 se realicen cambios fundamentales en el proyecto, lo que dará paso a un “Super Colisionador de Hadrones”, capaz de multiplicar por 10 la “luminosidad” producida por el LHC tradicional.
Pero eso ya es otra historia de física de partículas.

SI LA MATERIA OSCURA ESTA CONFORMADA POR PARTICULAS DESCONOCIDAS COMO EL NEUTRALINO, EL GRAVITINO Y EL SNEUTRINO, EL LHC DEL CERN LAS DESCUBRIRA

La oficina de prensa del Gran Colisionador de Hadrones LHC del CERN en Ginebra Suiza ha publicado un artículo en el que se afirma que si la materia oscura está conformada por particulas hoy desconocidas como las propuestas por los físicos como el neutralino , la gravitino y el sneutrino, el LHC tiene una gran oportunidad de encontrarlos. Dichas particulas deben tener un rango de energia en el orden de los 100 GeV y 1 TeV (para referencia, la masa del protón es de aproximadamente 1 GeV).
En la publicación se señala que “Alrededor del 96% del Universo está conformado por la materia y la energía desconocida. El resto – sólo el 4% – es «materia ordinaria» de lo que están hechos y se forman todos los planetas, las estrellas y las galaxias que observamos. Los experimentos del LHC tienen el potencial para descubrir nuevas partículas que podrían conformar una gran parte del Universo.
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En los últimos años, los científicos han recogido pruebas distintas de la existencia de un nuevo tipo de materia en el Universo. Lo llaman “oscuro” porque no emite ni absorbe radiación electromagnética. “Una de las pruebas principales de su existencia proviene de la medición de la velocidad de rotación de los cuerpos astronómicos en las galaxias espirales”, explica Gian Giudice, un miembro de la Teoría del grupo en el CERN y el autor de “ Una odisea Zeptospace “, un libro reciente sobre el LHC y la física dirigido al público en general. De acuerdo con las leyes newtonianas del movimiento, este valor varía en función de la distancia desde el centro de la galaxia: objetos más distantes deben girar a una velocidad más baja que los situados más cerca del centro. Sin embargo, allá por la década de 1970, los astrónomos encontraron que las estrellas exterior se mueven a una velocidad de rotación más alta de lo esperado. “Con tal velocidad, la fuerza gravitacional atractiva ejercida por la masa observable no sería suficiente para mantener a esas estrellas en la galaxia y las estrellas simplemente escaparían”, continua Gian Giudice. Por lo tanto, debe existir algo que mantiene a la galaxia, al ejercer la atracción gravitatoria.
“Las segundas fuertes de evidencia que sugieren la existencia de materia oscura proviene del efecto de la” lente gravitatoria “, en la que los cúmulos galácticos curvan la luz proveniente de objetos más distantes. La forma en que la luz es desviada muestra que la masa total contenida en las agrupaciones debe ser mucho mayor que lo que observamos “, explica Giudice. Por otra parte, los estudios sobre la forma en que los átomos iniciales y las moléculas forman el espectáculo del universo que es la materia ordinaria no representan más del 4% del Universo. Este hecho permite a los científicos excluir la posibilidad de que la materia invisible esté hecha de objetos masivos como planetas del tamaño de Júpiter. Por otra parte, la teoría y las observaciones no excluyen que la materia oscura esté hecha de agujerod negrod en el que grandes cantidades de materia podrían quedar atrapados. Sin embargo, esta última posibilidad parece muy remota, y los científicos tienden a pensar que la materia oscura está hecha de un nuevo tipo de partícula.
¿Cómo podría el LHC ayudará a iluminar a los físicos?
“La todavía materia oscura no descubiertas tiene que cumplir con algunos requisitos impuestos por las observaciones y teoría “, dice Gian Giudice.” Tiene que ser estable, tiene que llevar sin costo alguno, y tiene que ser relativamente pesada “.
A través de estudios sobre la evolución del Universo , los científicos han sido capaces de deducir la masa de los componentes de la materia oscura, situándola entre 100 GeV y 1 TeV (para referencia, la masa del protón es de aproximadamente 1 GeV). Curiosamente, este es exactamente el mismo ámbito de masa en la que las teorías más allá del Modelo Estándar anticipan la existencia de nuevas partículas.
“El LHC explorará exactamente ese rango de energías. Por lo tanto, si existen nuevas partículas, el LHC tiene una gran oportunidad de encontrarlos “, confirma Gian Giudice. Y añade: “El modelo teórico de supersimétricas sugiere tres posibles candidatos para la materia oscura: el neutralino , la gravitino y el sneutrino . Sin embargo, es importante señalar que la supersimetría no es el único escenario posible “.
Además de la plétora entera de los posibles escenarios alternativos, aunque los experimentos del LHC puedan encontrar evidencia de nuevas partículas, no será posible afirmar que son los componentes reales de la materia oscura. Para ello, será necesaria la confirmación de otros experimentos especial.
Desde las profundidades de la Tierra al espacio exterior 

Otros experimentos están buscando las partículas de materia oscura difíciles de alcanzar. Algunos de ellos, como el experimento CDMS en el Soudan laboratorio subterráneo en Minnesota, y los experimentos XENON y DAMA en el Granlaboratorio Sasso en Italia , que se instalaron bajo tierra. Otros, como Pamela y Fermi(también en el Gran Sasso), están en órbita alrededor de nuestro planeta.”


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Opinión

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