La universidad no se enfocará en ningún área de la física, sino que trabajará sobre AliEn, una plataforma open source para redes computacionales grid. La idea es aplicar investigación de nuevas tecnologías en áreas que no están relacionadas con la física, como la bioinformática o medicina, además de contribuir al uso de AliEn en ALICE. AliEn es utilizado para la simulación, reconstrucción y análisis de los datos obtenidos por ALICE.

“Estamos particularmente interesados en la bioinformática, donde generamos una gran cantidad de datos y necesitamos resolver problemas usando gran poder computacional”, explicó Sergio Guinez-Molinos, de la Universidad de Talca. AliEn podría ayudar en la solución de estos problemas.

Las redes tipo grid permiten compartir recursos computacionales como si fueran servicios a través de una red. Dentro del trabajo de los investigadores de la Universidad de Talca, “queremos implementar modelos de confianza y reputación para medir la confiabilidad de un recurso conectado a la red Grid”, señala  Guinez-Molinos. No es fácil identificar la calidad de un recurso cuando toda la plataforma es Open Source, cosa que los chilenos intentarán resolver.

Las universidades Católica de Chile y Técnica Federico Santa María también participan en el CERN, pero en el experimento ATLAS.

Link: New ALICE member: Universidad de Talca, Chile (ALICE Matters)

Si se confirma por otros experimentos, el descubrimiento puede derribar uno de los principales supuestos de la física moderna. El experimento fue publicado y enviado al Journal of High Energy Physics, pero no ha sido revisado aún por la comunidad científica.

La prueba consistió en enviar grupos de neutrinos creados en las instalaciones del CERN, a través de 730 km de tierra y rocas al enorme detector OPERA instalado en el laboratorio de Gran Sasso, en Italia.

Los primeros experimentos consistieron en 15.000 mediciones realizadas durante tres años, en las que se descubrió que los neutrinos se demoran una fracción de segundo menos que la luz en llegar a su destino, viajando la misma distancia.

La idea de que nada puede ir más rápido que la luz en el vacío ha sido una de las bases de la física, idea propuesta por primera vez por James Clerk Maxwell y luego incorporada por Albert Einstein en su teoría de la relatividad especial.

El experimento “refuerza los descubrimientos previos y descarta algunos de los posibles errores sistemáticos que podrían en principio haberlo afectado”, señaló el científico Antonio Ereditato. Los investigadores están muy conscientes de las consecuencias que tendría confirmar este hallazgo, de modo que “debemos ser muy prudentes, tenemos que esperar confirmaciones independientes”, dice Ereditato.

Esa confirmación puede demorarse en llegar, puesto que no hay muchas instalaciones en el mundo que tengan los detectores necesarios para atrapar neutrinos. El próximo año se realizarán nuevas pruebas en Gran Sasso para volver a chequear los resultados, y los laboratorios Minos en Estados Unidos y T2K en Japón también probarán las observaciones. Así que podrían pasar varios meses antes de que sepamos si estos resultados se observan también en otras partes.

Link: Neutrino experiment repeat at Cern finds the same result (BBC)

Pese a que la teoría de la relatividad de Einstein establece que nada puede viajar más rápido que la luz, el experimento llevado a cabo en septiembre por físicos sostuvo que los neutrinos se trasladaban consistentemente 60 nanosegundos más rápido que la luz entre Suiza e Italia. Y las pruebas fueron realizadas 15.000 veces, por lo que el resultado era concluyente.

Entonces había dos opciones: o era cierto y había que volver a escribir las leyes físicas o había algún problema importante en la medición del experimento. Aparentemente se trataba de un error fundamental en que ahora en lugar de cuestionar la relatividad, la refuerza.

¿Y cómo? De eso se trata la investigación hecha por la Universidad de Groningen. Explica que la distancia a recorrer por los neutrinos era bastante corta, por lo que la medición de la distancia debe ser extremadamente precisa, al igual que los instantes en que las partículas son emitidas y que llegan al detector en el segundo punto. Con GPS los cálculos fueron bastante precisos, pero habrían olvidado considerar un tema clave: la propia relatividad especial.

La relatividad es tan caprichosa que dice que el tiempo y la distancia pueden cambiar dependiendo de la perspectiva en que se les tomes (más cuando se trata de un movimiento a altísima velocidad, como este caso). Entonces los GPS pueden tender trampas importantes, porque el desplazamiento de los satélites es muy distinto al de la Tierra, pudiendo alterar los resultados. Y como todos los puntos se están moviendo pese a que no lo notemos, con mayor razón.

La distancia recorrida por los neutrinos en su marco referencial es mayor que la que tuvieron que desplazarse en nuestro marco referencial, porque en el de nosotros el detector en Italia se estaba moviendo hacia la fuente en Suiza.

Al procesar los resultados, descubrieron que la relatividad habría tenido un efecto sobre el experimento y que al resultado hay que compensarle con 32 nanosegundos adicionales en cada extremo, ubicando a los neutrinos apenas cuatro nanosegundos más lentos que la luz. Aún reta por ser re confirmado por más colegas, pero por el momento la teoría de la relatividad parece estar más a salvo que hace tres semanas.

Einstein sonríe plácido.

Link: Faster-than-Light Neutrino Puzzle Claimed Solved by Special Relativity (Technology Review)

Los científicos enviaron a un grupo de partículas subatómicas llamadas neutrinos desde la base del CERN en Suiza al laboratorio Gran Sasso en Italia, a 732 km de distancia. Todo bien, excepto que las partículas llegaron una fracción de segundo más temprano de lo esperado.

El resultado, que desafía un siglo de historia de la física, tiene confundidos a los científicos, que pusieron el experimento a disposición de la comunidad para revisarlo.

“Intentamos buscar todas las explicaciones posibles para esto. Tratamos de encontrar un error – errores pequeños, complicados, o efectos distorsionadores – pero no encontramos nada”, dijo uno de los autores del informe, Antonio Ereditato, a la BBC. “Cuando no encuentras nada, lo que haces es decir, ‘bueno, ahora estoy forzado a salir y poner esto bajo escrutinio de la comunidad”, indicó.

La velocidad de la luz es el límite último de velocidad del universo, y gran parte de la física moderna depende de la idea de que nada puede ir más rápido. Miles de experimentos se han hecho para medir la velocidad de forma precisa, y hasta ahora ningún resultado la había excedido. Hasta ahora. Por un grupo de neutrinos.

Existen neutrinos de varios tipos, y recientemente se ha descubierto que pueden cambiar espontáneamente de un tipo a otro. Los científicos prepararon así un rayo de neutrinos de un sólo tipo, y lo enviaron desde el CERN a Gran Sasso para ver cuántos tipos diferentes llegaban hasta el otro lado. Mientras hacían las pruebas, los investigadores se dieron cuenta de que algunas partículas llegaron una fracción de milmillonésima de segundo antes que lo que se demora la luz en recorrer la misma distancia.

El equipo midió los tiempos de los neutrinos unas 15.000 veces, alcanzando un nivel considerado estadísticamente significativo en los círculos científicos, suficiente como para considerarlo un descubrimiento.

Sin embargo, el grupo entiende que podría tratarse de un error de sistema, que podría hacer que un resultado erróneo parezca real, lo que motivó a los científicos a hacer público el experimento para que lo revisen otros científicos.

“Mi sueño sería que otro experimento independiente descubriera lo mismo – entonces sería un alivio”, dice Ereditato. Mientras tanto, esperan que la comunidad al menos ayude a explicar el extraño resultado, que podría tener serias consecuencias para la ciencia.

Link: Speed of light experiment give baffling results at Cern (BBC)

La idea es que los voluntarios descarguen un cliente llamado LHC@home, que utilizará el poder computacional sobrante del PC de tu casa para, en conjunto con los demás PCs que tengan descargado el cliente, simular colisiones a alta energía de protones. Los resultados que se obtengan de aquí serán comparados con los datos experimentales del verdadero LHC, con el objetivo de reducir los objetos que pueden resultar de interés para descubrir el mencionado bosón.

El cliente estaba disponible hasta ahora sólo para algunos científicos con grandes computadores, pero ahora con la versión 2.0 del mismo se ha expandido a PCs hogareños comunes.

Más adelante, la “nube de voluntarios” que estaría funcionando como un supercomputador virtual, según el CERN, podrá ayudar también a procesar otras tareas diferentes a los choques de protones. “Los mayores beneficios de la ciberciencia ciudadana es para los investigadores en regiones en desarrollo, que tienen recursos limitados para computadores y mano de obra. Los voluntarios online pueden aumentar los recursos disponibles para investigación enormemente a un bajo costo. Esta es una tendencia que estamos comprometidos a impulsar”, afirmó Sergio Bertolucci, director de Investigación y Computación Científica en el CERN.

Links:
- LHC@home (CERN)
- Join the hunt for the Higgs boson or help coordinate disaster relief with CERN’s citizen cyberscience centre (STFC)

El 6 de agosto de 1991 nació la World Wide Web, cuando el físico de 36 años, Tim Berners-Lee, publicó el primer sitio web del mundo. Berners-Lee trabajaba en el CERN, y el sitio que creó estaba bajo el alero del centro de investigación.

El CERN explica:

Info.cern.ch era la dirección del primer sitio web y el primer servidor, corriendo en un computador NeXT en el CERN. La dirección de la primera página era http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html, que estaba centrada en información sobre el proyecto WWW. Los visitantes podían aprender sobre hipertexto, detalles técnicos para crear sus propias webs, e incluso explicaciones sobre cómo buscar información dentro de la página. No hay pantallazos de la página original, y en todo caso, los cambios a la información disponible se hacían todos los días, a medida que el proyecto WWW se desarrollaba.

En ese momento las únicas personas que surfeaban la (muy limitada) web, eran Berners-Lee y sus colegas científicos en el CERN, mientras el resto del mundo se mantenía en la ignorancia sobre lo que acababa de nacer ahí. De a poco, con la instalación de más servidores y la aparición de los navegadores, la web empezó a masificarse. El gran paso se dio en 1993, con el lanzamiento del navegador Mosaic, que ayudó inmensamente a popularizar la web.

En 1994, Berners-Lee fundó el World Wide Web Consortium (también conocido como W3C) en el Massachusetts Institute of Technology (MIT) para crear un estándar que permitiera que los sitios funcionaran de la misma manera – problema que se sigue resolviendo hoy con sistemas como el HTML5 por ejemplo. Berners-Lee sigue siendo el director del organismo, que ha guiado la formación de la web como la conocemos hoy.

Link: 20 years ago today: The first website is published (Wired vía CHW)

(c) CERN

El CERN espera conocer una de las claves de cómo funciona el universo el 21 de diciembre a fines de 2012, indicó el director general del centro, Rolf Heuer. La pregunta respecto de si existe o no el bosón de Higgs podrá resolverse una vez que el Gran Colisionador de Hadrones reúna suficientes estadísticas, trabajo que debería estar completado para entonces.

El bosón de Higgs es una partícula hipotética que da sustento al modelo estándar de la física, una colección de teorías que explican cómo funciona el universo. El bosón explicaría por qué algunas partículas tienen masa y otras no.

“Podremos resolver la pregunta de Shakespeare respecto al bosón de Higgs – ser o no ser – para fines del próximo año”, dijo Heuer en la Conferencia de Física de Alta Energía que se realiza en Europa.

Los físicos ya tienen algunas pistas respecto de dónde mirar para encontrar el bosón. “Para el bosón de Higgs, sabemos todo menos si es que existe”, dijo Heuer. Los científicos que trabajan en CMS, uno de los detectores del Gran Colisionador, indicaron el viernes que posiblemente observaron el famoso bosón, pero que necesitan más datos para comprobarlo.

También en Tevatron, el colisionador que está en Estados Unidos, científicos han dicho que posiblemente estarían cerca de encontrarlo para fines de 2012.

Link: Cern: Higgs boson answer to come by end of 2012 (ZDNET)

Esto sería antigravedad de verdad, pero nunca ha podido ser testeada de manera experimental por lo complicado que es crear y almacenar la antimateria. Luego, existe el temor de que reaccione como materia normal y caiga hacia abajo, ya que está hecha de la misma energía (a pesar de tener una carga opuesta).

Ahora, dentro de un par de meses, el equipo del CERN planea capturar una gota de antihidrógeno y luego observar hacia dónde cae. Si lo hace hacia abajo, todo el mundo y las leyes físicas siguen adelante con normalidad como hasta ahora, pero si llega a “caer hacia arriba”… mamita querida. La cantidad de interrogantes que se abren de ahí en adelante.

Para mí, sin duda lo más importante sería que finalmente se pudiera hacer realidad el hoverboard de Marty. Puedo esperar hasta el 2015, como dicta la historia.

Link: Antihydrogen Trapped For 1000 Seconds (Technology Review, vía Dvice)

Google en conjunto con la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN), Lego Group y las revistas National Geographic y Scientific American presentaron la primera feria de ciencias a escala global para estudiantes de entre 13 y 18 años.

La idea es que los estudiantes presenten ideas científicas y tecnológicas que puedan llegar a cambiar el mundo. Para esto deberán enviar sus proyectos ya sea de manera individual o en equipo de hasta tres personas.

Los trabajos recibidos serán clasificados según la edad de los participantes. De esta manera se definirán tres categorías: 13 a 14 años, 15 a 16 y 17 a 18 años.

Si bien los organizadores de la feria optaron por elegir a un ganador por cada categoría, de todas maneras se elegirá a un gran ganador que saldrá de entre estos tres ganadores de cada categoría. Este recibirá como premio un increíble viaje de 10 días a las Islas Galápagos junto al equipo de National Geographic.

Además de este gran premio los ganadores de las distintas categorías recibirán distintos premios;  que van desde becas de estudio de US$ 25.000 (a repartir entre los miembros del equipo), pasando por un kit Lego Mindstorms NXT 2.0 e, incluso, teléfonos Android y portátiles con el Sistema Operativo Chrome OS.

Quienes deseen participar deberán registrarse antes del 4 de abril de este año. Los proyectos semifinalistas serán dados a conocer por medio de una galería en línea, de manera que sea el público el que vote para elegir a los 15 finalistas. Estos últimos deberán presentar su proyecto personalmente en las oficinas centrales de Google el día 11 de julio, en un evento que será transmitido en vivo por Internet.

El panel de jueces que decidirá por el proyecto ganador estará integrado por 11 personas; entre las que se cuenta Vincent Cerf (considerado como el padre de Internet), Rolf-Dieter Heuer (Director General del CERN) y Kary Mulis (Ganador del Premio Nobel de Química).

Click aqui para ver el video.

Link: Google Global Science Fair 2011 (Vía The Official Google Blog)

(c) CERN

Investigadores del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) han informado que, tras una serie de pruebas, no se ha observado ningún mini-hoyo negro, como los que se creía que pudiesen conformarse y tragarse al mundo.

Aunque es una buena noticia para los que temen un posible desastre, se trata de malas noticias para investigadores que están intentando probar una forma de la teoría de cuerdas, que predice la creación e inmediata evaporación de hoyos negros en miniatura.

La teoría de las cuerdas es uno de los intentos más aceptados de unificar dos grandes campos de la física que se contraponen: la mecánica cuántica y la relatividad. Dice que los electrones y los quarks no son objetos, sino ‘cuerdas’ unidimensionales cuyas oscilaciones le dan sus propiedades observables.

También plantea que el universo tiene como una docena de dimensiones, en lugar de cuatro (longitud, ancho, altura y tiempo). No vemos esas dimensiones extra porque están ‘escondidas’ en un radio muy pequeño, que no es accesible a energías normales.

Gravedad

Una de las versiones de la teoría dice que si estas dimensiones existen, los “gravitones” (partículas hipotéticas que transmiten gravedad), se colarían en ellas, lo que explicaría por qué la gravedad es menos fuerte que otras fuerzas que conocemos. De este modo, la gravedad no sería débil, sino que sólo se vería débil porque los gravitones están repartidos en diferentes dimensiones.

El asunto es que para hacer que estos gravitones salgan de esas dimensiones, se requiere una enorme cantidad de energía, tal como la que puede producir el LHC, el mayor acelerador de partículas del mundo.

De este modo, si la teoría es cierta, las partículas que chocasen entre sí a gran energía harían que los gravitones se filtren de otras dimensiones, y la gravedad aumentaría. Los gravitones se fusionarían así para crear un pequeño hoyo negro. Estos hoyos negros desaparecerían casi instantáneamente, por lo que no habría peligro de que la Tierra fuese tragada, y sólo dejarían como rastro una estela.

Sin embargo, los científicos no han visto ningún hoyo negro ni estela aparecer tras las colisiones.

Esto no quiere decir que la teoría está mala, sino que sólo prueba que no se pueden crear hoyos negros a energías entre 3,5 TeV y 4,5 TeV. Quizás significa que se necesitan mayores energías, así que todavía es posible que el 2013, cuando el LHC alcance su máxima potencia, podamos ver este fenómeno.

Link: LHC reports failure to create black holes, a setback for String Theory (PopularScience)

El descubrimiento ocurrió en ALICE, una de las secciones del LHC, que intenta recrear los inicios del universo. Las pruebas comenzaron el 7 de noviembre, haciendo chocar iones de plomo dentro del túnel para producir bolas de fuego subatómicas sobre 10 billones de °C.

La materia normal no puede existir a esas temperaturas ridículamente altas. En lugar de ello, la materia se derrite y forma una extraña sustancia parecida a una sopa conocida como plasma de quark-gluones.

Los científicos todavía están investigando exactamente qué pasa cuando aparece este plasma, pero los primeros resultados parecen confirmar la teoría de que el plasma actúa como un líquido, no un gas. Muchos modelos hasta ahora sugerían que las partículas producidas tras las colisiones a alta velocidad debían actuar como gas, no líquido.

El astrofísico de la Universidad de Birmingham, David Evans, afirmó que este descubrimiento “sugiere que el universo se comportó como un líquido supercaliente inmediatamente tras el Big Bang”.

“Demostrar sin lugar a dudas que podemos producir y estudiar el plasma de quark-gluones traerá importantes conocimientos respecto de la evolución de los inicios del universo y la naturaleza de la ‘Fuerza fuerte’ que une a los quarks y gluones en protones, neutrones y finalmente a todos los núcleos de la tabla periódica de los elementos”, señaló el CERN.

La recopilación de información con los iones de plomo continuará hasta el próximo 6 de diciembre. Luego, el LHC detendrá operaciones hasta febrero de 2011 por mantenimiento.

Links:
- LHC experiments bring new insight into primordial universe (CERN)
- Early universe recreated in LHC was superhot liquid (New Scientist)
- Large Hadron Collider proves the universe was once a liquid (io9)

Pues eso es lo que están investigando en el CERN, donde se logró por primera vez crear y capturar una molécula de antimateria de hidrógeno.

Según la teoría, tras el big bang se creó una cantidad igual de materia que de antimateria en el universo. Sin embargo, la antimateria está casi ausente en nuestro mundo y es básicamente un misterio.

Moléculas de antihidrógeno habían sido creadas antes en laboratorios (en 2002 en el mismo CERN), pero esos átomos existieron tan sólo por un par de microsegundos, ya que cuando una antimolécula se junta con una molécula normal, ambas se aniquilan en un estallido de rayos gamma.

La capacidad de atrapar una antimolécula podría permitir una serie de experimentos respecto a la antimateria, que podrían explicar por qué no vemos la antimateria más seguido en el mundo que habitamos.

Esa investigación, por su parte, podría revolucionar la física moderna. Si se descubre que la antimateria es diferente a lo que la teoría dicta, podría llegar a desafiar al modelo estándar.

Para crear un antihidrógeno y evitar que se aniquilara inmediatamente, los científicos enfriaron antiprotones y los comprimieron en una pequeña nube. Luego juntaron estos antiprotones fríos con una nube similar de positrones, causando que ambos tipos de partículas se unieran creando un antihidrógeno.

Todo esto sucedió dentro de un contenedor magnético que mantiene aislados a los átomos de antihidrógeno. Esta trampa magnética usa unos súper magnetos que evitan que los átomos se dispersen hacia los bordes del contenedor, que están hechos de materia normal y aniquilarían la antimateria si llegasen a tocarse.

El CERN ha logrado que los antihidrógenos existan por poco más de un décimo de segundo, y aunque suena a muy poco tiempo, es mucho más de lo que se podía hacer hasta ahora. Si los investigadores logran estabilizar los átomos de antimateria lo suficiente como para experimentar con ellos, los descubrimientos podrían ser tremendos.

Links:
- CERN reserarchers trap antimatter hydrogen molecules for the first time (PopSci)
- Antihydrogen trapped for first time (EurekAlert)
- Antimatter held for questioning (Nature)

Lo que se ve en la foto es una versión miniatura de lo que ocurrió una millonésima de segundo después del Big Bang – o al menos eso es lo que los científicos creen. La imagen fue capturada en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que creó exitosamente un “mini Big Bang” al hacer chocar iones de plomo en lugar de protones.

Hasta ahora, el LHC había hecho chocar protones tratando de buscar los orígenes del Universo, y esta es la primera vez que se hace colisionar iones. Las colisiones de protones podrían ayudar a encontrar el supuesto bosón de Higgs y señales respecto de posibles leyes de la física que no sean conocidas aún.

Las colisiones de iones, en cambio, permitirían conocer más del plasma del que se formó el Universo hace 13.700 millones de años.

El experimento causó temperaturas un millón de veces más intensas que las que hay en el centro del sol — sin destruir el planeta.

“Estamos emocionados con el logro. Este proceso se llevó a cabo en un ambiente seguro y ccontrolado, generando bolas de fuego subatómicas increíblemente calientes y densas con temperaturas sobre los 10 billones de grados”, explicó el investigador David Evans.

“A esta temperatura, los protones y neutrones, que forman el núcleo de los átomos, se derriten formando una densa sopa de plasma de quark-gluones“, agregó.

Se cree que este plasma es lo que existió luego del Big Bang.

Al estudiar el plasma, los físicos esperan aprender más sobre la llamada “Fuerza fuerte”, es decir, eso que mantiene unido al núcleo de un átomo y que es responsable del 98% de la masa del mismo.

Links:
- Large Hadron Collider (LHC) generates a ‘mini Big Bang’ (BBC News)
- CERN completes transition to lead-ion running at the LHC (CERN)

(cc) Wikimedia Commons

Los físicos que trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN creen que sus experimentos, además de dar con el bosón de Higgs (o “la partícula de Dios”), podrán dar pistas respecto de la existencia de conceptos como mundos escondidos y dimensiones paralelas.

“Los universos paralelos, formas desconocidas de materias, dimensiones extras… estas no son cosas de ciencia ficción barata, sino teorías muy concretas de la física que los científicos están tratando de probar con el LHC y otros experimentos”, señala el boletín de los trabajadores del CERN de este mes.

Mientras las partículas chocan en el LHC cada vez a mayor energía, se espera que indicios de “lo extra” que hay en el universo pueda aparecer en datos computarizados.

La semana pasada, el director general del CERN, Rolf Heuer, afirmó que los protones estaban chocando a un ritmo de 5 millones por segundo, dos semanas antes de la fecha en que se esperaba que ello ocurriera.

Para el próximo año, si todo va bien, las colisiones ocurrirán a un ritmo mucho mayor, entregando cantidades de información que los analistas tendrán que resolver. Miles de millones de partículas son seguidas por los detectores del CERN, que busca establecer cómo estas se juntan y qué forma toman.

Algunos teóricos de la institución señalan que dentro de estos datos podría haber señales de dimensiones que estén más allá del largo, ancho, profundidad y tiempo, debido a tales niveles de energía las partículas que se están siguiendo podrían desaparecer (presumiblemente dentro de esta nueva dimensión) y luego volver a las cuatro que conocemos.

Los universos paralelos podrían estar escondidos dentro de esas nuevas dimensiones, señalan los teóricos, pero estarían limitados a ciertas condiciones que no se podrían propagar, lo que haría casi imposible que podamos explorarlos.

Link: CERN scientists eye parallel universe breakthrough (Reuters)

En concreto, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) no nace cuando se aprueba su construcción (en el año 1995), sino que mucho tiempo antes cuando un grupo de científicos de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) idean la construcción de un acelerador y colisionador de partículas de grandes dimensiones.

La idea de los científicos era lograr dar respuesta a una serie de inquietudes que seguían dando vueltas en el mundo científico, y que sin una “máquina” de estas dimensiones serían muy difíciles de responder.

Esquivando obstáculos

Los primeros obstáculos que debieron enfrentar estaban directamente relacionados con la construcción del LHC: ¿cómo se diseña, se costea y se construye un experimiento absolutamente nuevo y del que no existe nada similar?

Para avanzar en el proyecto los científicos debieron diseñarlo completo sin siquiera unir un cable de forma física, a partir de este diseño se estimaron los costos involucrados y el tiempo requerido para su construcción.

Finalmente se logró construir el túnel de 27 kilómetros de circunferencia en la frontera franco-suiza, convirtiéndose en el acelerador de partículas más grande y potente del mundo. Se calcula que más de 2.000 físicos de 34 países, cientos de universidades y laboratorios participaron en su construcción.

Nace una nueva red de datos

La información generada en cada una de los experimentos es tal que fue necesario construir una red de datos especial para manejar tal cantidad de información, llamada Grid, que combina cables de fibra óptica y elementos de la internet común que usamos día a día, con el objetivo de analizar los datos de manera distribuída.

Sólo los datos que provienen de los detectores alcanzan aproximadamente a 300 Gb/s (los que pasan por un filtro que busca los llamados “eventos interesantes”, que reducen la información a unos 300 Mb/s).

En total en forma diaria se generan unos 27 Terabytes de datos, los que son enviados a once instituciones académicas ubicadas en Europa, Asia y Norteamérica (existiendo otras 150 instituciones que reciben parte de esa información).

Experimentos Principales

Cinco son los experimentos principales del LHC: ATLAS y CMS son detectores de partículas de propósito general; mientras que los otros tres (LHCb, ALICE y TOTEM), son también detectores pero más pequeños y especializados.

En términos simples el objetivo principal del LHC es poner a prueba el Modelo Estándar de la física, aunque sin duda alguna el experimento que ha generado mayor connotación pública se relaciona con la búsqueda de la partícula conocida como bosón de Higgs (o más también llamada para efectos dramáticos “la partícula de Dios”, que vendría a explicar el origen de la materia en el universo). Para lograr encontrar esta partícula es necesario recrear condiciones similares a las ocurridas segundos después del Big Bang.

El LHC y la destrucción del mundo

Una de las grandes polémicas previo a la puesta en marcha del LHC era si éste podía destruir al mundo. En teoría, la colisión de los hadrones podría causar como “efecto secundario” la generación de hoyos negros, que como se sabe, absorben todo lo que hay alrededor gracias a su poderoso campo gravitatorio.

Los científicos hablan de estos temas como si se tratara de algo tan cotidiano como lavar los platos, y muchas veces sus llamados a la calma fueron malentendidos. Nunca se desmintió la posibilidad de que apareciera un hoyo negro, aunque se indicó que si se llegaban a  generar, serían tan pequeños que se evaporarían en un instante, sin causar daño alguno.

Aún con esta explicación, hubo gente que se suicidó a causa de la histeria pensando que el 2012 se había adelantado gracias al LHC, mientras que los científicos del proyecto recibieron múltiples amenazas si seguían adelante con su trabajo.

Otros elaboraron teorías todavía más espectaculares, como que los responsables de los continuos retrasos en la puesta en marcha eran viajeros en el tiempo, o que el mismísimo Dios estaba en contra del proyecto.

Pese a todas las maldiciones y contratiempos, el LHC pudo ponerse en marcha a fines de marzo de este año, logrando en menos de un mes encontrar un “beauty quark” (quark fondo) junto con confirmar la ecuación de Einstein (aquella que dice que es posible crear masa a partir de energía pura: E=mc2).

Los próximos pasos

Hacia fines del próximo año el LHC detendrá sus motores por un año para realizar los ajustes necesarios de manera de alcanzar energías de hasta 14 TeV. Posteriormente el colisionador será nuevamente intervenido en el año 2016, con la finalidad de modernizar sus aceleradores preliminares y los detectores.

Estos trabajos obligarán a manetenerlo fuera de operaciones hasta el año 2020. El cronograma de trabajos señala que para el año 2035 el colisionador será nuevamente modernizado, de manera que la energía de sus haces alcancen los 16,5 TeV (generando 33 TeV cuando choquen ambos haces).

(c) CERN

El Espectrómetro Magnético Alfa (AMS-02) ya se encuentra en el Centro Espacial Kennedy, con la finalidad de ser preparado para ser transportado hasta la Estación Espacial Internacional en febrero del próximo año a bordo del transbordador espacial Endeavour.

El experimento AMS examinará aspectos fundamentales de la materia así como también el origen y la estructura del Universo directamente en el espacio. Su objetivo principal es la búsqueda de la llamada “materia oscura” (la que aún no ha podido ser detectada) y la antimateria; sirviendo de complemento a los experimentos que se desarrollan con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).

El traslado del AMS-02 desde el Aeropuerto Internacional de Ginebra hasta las instalaciones de la NASA en el Centro Espacial Kennedy, se realizó a bordo de un avión de transporte Galaxy C5 de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.

Click aqui para ver el video.

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Link: The Alpha Magnetic Spectrometer Experiment (CERN)

(c) CERN

El reconocido Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), enfrenta un fuerte recorte presupuestario, que se extenderá por los próximos cinco años.

La medida fue anunciada por el portavoz del organismo, James Gillies, señalando que había sido impuesta por los veinte países miembros de la organización, agregando que el recorte tendría un “efecto muy menor” en las operaciones del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor experimento de la física de partículas que se haya intentado alguna vez.

Los funcionarios de la organización, sin embargo, no se mostraron muy de acuerdo con lo señalado por Gillies, indicando que los recortes (que ascenderían a 9,5%o entre los años 2011 y 2015) podrían llegar a arruinar todos los esfuerzos hechos hasta ahora. Incluso podrían llegar a afectar los primeros resultados obtenidos en el LHC.

Como una forma de demostrar su descontento con la medida, un grupo de científicos y personal técnico realizó una protesta frente al principal edificio del CERN, ubicado en la frontera entre Francia y Suiza.

Los recortes realizados en el presupuesto del CERN responden a una solicitud de varios países que participan en su financiamiento, los que se encuentran abocados en un plan de disminución de gastos para enfrentar de mejor manera la actual crisis económica por la que atraviesan y que se ha extendido por los últimos dos años.

Las protestas de los funcionarios del CERN han contado con el respaldo de otros organismos de investigación, como la Agencia Espacial Europea. Estos han señalado que con los recortes presupuestarios provocará una reducción de la innovación y en la creación de empleos.

Link: CERN faces €250m budget cuts (Physics World)

Instrumentos del proyecto OPERA (c) OPERA

Desde hace años que se sabe en el mundo científico y en especial, en el mundo de las partículas, que los neutrinos que llegan a la Tierra sufrían cambios oscilatorios que algunos definen como “camaleónicos”.

En la década de los sesenta el científico Ray Davis -Estados Unidos- comenzó a realizar un experimento que hoy suena bastante simple pero que fue pionero para esa época: observar que a la Tierra llegaban muchos menos neutrinos provenientes del Sol comparados con los señalados por los modelos existentes en esa época.

Lo anterior sólo tenía dos explicaciones posibles: los modelos solares existentes eran incorrectos o algo le ocurría a los neutrinos en el camino hasta llegar a la Tierra.

Una posible solución al problema planteado provino de Bruno Pontecorvo y Vladimir Gribov, quienes en el año 1969 sugirieron que los cambios oscilatorios camaleónicos entre los distintos tipos de neutrinos podrían ser el origen del, hasta ese momento, aparente déficit de neutrinos.

La importancia de este tipo de experimentos radica en el hecho de que, según el Modelos Estándar, los neutrinos no podrían oscilar al no tener masa (o ser infinitamente pequeña). Entonces el descubrimiento realizado por Davis obliga a los científicos a revisar en detalle este modelo, ya que claramente hay algo que los científicos han pasado por alto.

Una de las teorías que podría explicar en parte el problema es la existencia de otros tipos de neutrinos que los científicos aún no han logrado observar, los que incluso podría dar luces respecto a la materia oscura (la que se cree podría formar parte de un cuarto de la masa del universo).

Por esta razón se creó el experimento denominado como OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus), por medio del cual los investigadores lograron realizar la primera observación directa de una partícula tau en un rayo de neutrinos muón lanzado desde el CERN (ubicado a 732 km de distancia del laboratorio Gran Sasso en Italia). En términos más simples lo que se consiguió fue observar al llamado neutrino camaleón cambiar desde el tipo muón a tipo tau.

Para concretar la realización de este experimento los investigadores debieron trabajar durante siete años en su preparación. De hecho cuando se construyeron los laboratorios de Gran Sasso se orientaron de tal forma que pudiesen recibir los rayos de partículas del CERN. A diferencia de las partículas cargadas, los neutrinos no se ven afectados por los campos electromagnéticos (utilizados por los científicos para cambiar su trayectoria). Por lo que pueden pasar a través de la materia sin ningún tipo de interacción con esta, lo que provoca que mantengan la misa dirección de movimiento desde que fueron creadas. Es esta la razón que explica la importancia de que los laboratorios del Gran Sasso apuntaran hacia donde se originaba el rayo (CERN).

Click aqui para ver el video.

Link: Particle Chameleon Caught in the act of Changing (CERN)

Representación gráfica del experimento realizado hoy (c) Bolek Pietrzyk / CERN

Las celebraciones de hoy al interior del centro de control del LHC representan la culminación de una etapa en la vida de este acelerador de partículas, una que se extendió por 25 largos años durante los cuales centenares de científicos e ingenieros trabajaron para dar vida a uno de los “laboratorios experimentales” más importantes construidos hasta ahora.

Su diseño está pensado para hacer que colisionen haces de hadrones (específicamente protones), con la finalidad de examinar tanto la validez como los límites del Modelo Estándar (describe las relaciones entre las interacciones fundamentales conocidas entre partículas elementales que componen toda la materia) y que corresponde al marco teórico de la física de partículas.

El éxito de las colisiones realizadas durante esta mañana marcan el inicio de una nueva etapa para el LHC, descrita por Rolf Heuer (Director General del CERN) como

La serie más grande de nuevos descubrimientos potenciales que los físicos de partículas han visto en más de una década

Durante los próximos dos años se espera que gracias al LHC sea posible descubrir partículas supersimétricas, las que constituyen cerca de un cuarto del Universo. Además, se podrá explorar la posibilidad de encontrar nuevas partículas masivas y lo que los científicos han denominado como dimensiones “extra” (además de las tres que se conocen actualmente); junto con la continuación de la investigación sobre la asimetría materia-antimateria, buscando responder las razones por las cuales ambas no se exterminaron mutuamente luego de ocurrido el Big Bang.

Pero eso no son los únicos descubrimientos a cargo del LHC, porque uno de los objetivos principales es encontrar la esquiva partícula denominada como “Bosón de Higgs“. La importancia de esta radica en que con ella sería posible explicar la masa de otras partículas fundamentales, junto con muchos otros aspectos de la estructura de la materia.

A partir de ahora es que la denominada Computing Grid (red de distribución diseñada por el CERN con un flujo de datos de 300 Mbs) cobrará vida, siendo la responsable de transportar los datos obtenidos por el LHC hacia miles de científicos alrededor del mundo (junto con unos dos mil estudiantes que preparan sus tesis de doctorado).

Click aqui para ver el video.

Links:
- Phew, It Works! Science Begins at the LHC (Wired)
- CERN

(c) M. Brice / CERN

El próximo martes 30 de Marzo el LHC (“la máquina de dios”), realizará uno de los experimento más importantes desde que se encuentra operativo.

Ese día los científicos e ingenieros a cargo del proyecto esperan poder realizar una colisión de partículas en el más alto nivel de energía alcanzado hasta ahora, por lo que podríamos estar en presencia de un micro Big Bang.

En la actualidad los haces dobles de partículas circulan por el túnel de 27 kilómetros a una energía de 3,5 TeV. Durante los próximos días esta se irá incrementando hasta alcanzar este martes 30 los 7 TeV.

Recordemos que el LHC esta diseñado para alcanzar una energía máxima de 14 TeV, pero diversos problemas desde su puesta en marcha han ido retrasando la fecha programada para alcanzarla.

Por lo anterior los ingenieros a cargo del acelerador fijaron un nuevo calendario de operaciones, con aumentos progresivos de la energía que permitieran medir el correcto funcionamiento de todos los sistemas.

Una vez que el LHC alcance los 7 TeV se mantendrá operativo durante 18 a 24 meses (con una pequeña pausa programada para fines de año). Una vez concluido este plazo el LHC será sometido a una serie de arreglos que permitan operarlo con su máxima energía.

Link: First attempt at 7 TeV collisions scheduled for 30 March (Vía US News)

(c) CERN

La historia detrás de la llamada “máquina de Dios” sigue contabilizando nuevos contratiempos, ya que hacia fines del año 2011 nuevamente deberá paralizar sus operaciones al menos por un año, con el objeto de realizar una serie de reparaciones necesarias para operar a plena capacidad de energía.

Lo anterior fue confirmado por el director del Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN), Steve Myers, quien explicó que la extensa paralización es necesaria para corregir errores de construcción que fueron detectados en el túnel y que se relacionan con la necesidad de fortalecer las uniones entre los imanes utilizados en el túnel.

Recordemos que los científicos a cargo del proyecto esperan poder hacer funcionar el LHC a 7 TeV durante este período con total seguridad, pero para lograr operar al doble de esa energía es necesario realizar una serie de modificaciones. Myers explicó que los errores encontrados no podían ser detectados con anterioridad, ya que el LHC “es el prototipo de sí mismo”, por lo que han debido llevar la actual tecnología al límite para su operación.

Link: LHC to shut down for a year to address design faults (BBC)

(c) CERN

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) volverá a entrar en funcionamiento durante este mes, luego que permaneciera detenido desde fines del año pasado. Lo interesante (o peligroso para algunos) es que se acordó mantenerlo operativo y sin interrupciones durante los próximos 18 a 24 meses (a menos que a una paloma se le ocurra lo contrario).

Así lo determinaron los responsables del proyecto en un encuentro realizado en Francia, en el que se estableció un nuevo calendario de operación para el LHC. De esta manera durante este período de tiempo operará con una energía de colisión de  7 TeV (3,5 teraelectronvoltios por haz).

Una vez finalizada esta etapa de operación el LHC nuevamente entrará en un período de descanso, necesario para realizar todos los arreglos necesarios en el túnel con el objeto de garantizar la operación del LHC a 14 TeV durante un prolongado período de tiempo.

Link: Towards the longest run in CERN’s history (CERN)

No podía ir todo tan bien para el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que había comenzado a hacer chocar rayos de protones en busca del esquivo bosón de Higgs hace dos semanas. La enorme máquina (también posible creadora de portales a otra dimensión y hoyos negros) sufrió una falla en un cable de 18 kilovolts, que hizo que el sistema se apagara.

Curiosamente, al mismo tiempo desaparecieron de internet los sitios web oficiales del LHC. Algunos observadores de este experimento en internet temieron que esto fuera solo el primer paso para la desaparición del planeta, sin embargo, la inexistencia de los sitios se debió a que la energía se cortó también en el centro computacional del LHC, causando la desaparición.

Afortunadamente (o desafortunadamente para los agentes del futuro que tratan de sabotearlo), no hubo mayores daños en el colisionador, y los científicos del CERN lograron volver a encenderlo algunas horas después.

Inmediatamente tras la falla, generadores de emergencia entraron a funcionar, manteniendo al sistema criogénico que funciona en la máquina andando. La circunferencia de 27 kilómetros del colisionador debe mantenerse a un cero absoluto para funcionar, y si la temperatura cambia, le tomaría al LHC un gran tiempo volver a estabilizarla.

Tras muchas revisiones, los científicos lograron volver a hacer circular un rayo de partículas en horas de la noche. El percance probablemente implique el re-agendamiento de algunos eventos programados para el LHC.

Link: LHC back after temporary unexistence (The Register)

(cc) solarnu - Flickr

No sé ustedes, pero cuando leí el titular de esta noticia vi “LHC rompe…” me empecé a asustar. Menos mal que sólo rompieron un récord y no el tejido de la realidad.

Resulta que desde su retorno a las operaciones el 21 de noviembre, el LHC ha estado funcionando con un nivel de energía bastante discreto: nada más 450.000 millones de electronvoltios [eV], una unidad de medida equivalente a la energía cinética de un electrón acelerado por una diferencia de potencial de 1 volt en el vacío. Al mismo tiempo, han estado experimentando con choques de protones de baja energía, tan baja que son más bien choquecitos o topones.

Este fin de semana, los científicos a cargo estaban algo más entusiastas y le subieron levemente la potencia al rayo conductor, alcanzando un nivel de energía de nada menos que 1.18 billones de electronvoltios y rompiendo con esto el récord mundial, que desde el año 2001 estaba en manos del acelerador Tevatron de Illinois, el cual había marcado 980.000 millones de eV.

Si les parece poco llamativo haber superado el récord por tan poco, no olviden que el LHC está recién calentando motores. Su proyección para cuando alcance el régimen permanente es operar con un nivel de energía de 7 billones de eV.

Link: Large Hadron Collider sets world energy record (BBC)

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) logró revivir luego de un extenso período de reparaciones y fallas, para beneplácito del mundo científico y el temor de quienes creen que con sus experimentos se estaría poniendo en riesgo el futuro de la humanidad.

Recordemos que la planificación original contemplaba su puesta en marcha en Septiembre del año pasado, pero una seria falla lo dejó inutilizado por varios meses. Posteriormente una serie de sucesos provocó que muchos levantaran varias teorías, entre las que se encontraba una que apuntaba a Dios como el responsable de los problemas en el LHC.

Durante la noche de ayer un haz de protones (de baja energía) logró recorrer unas 500 veces el túnel del LHC completo, posteriormente se le inyectó un segundo haz que también logró dar múltiples vueltas al túnel. En ambos casos los haces lograron ser detectados por los instrumentos científicos encargados de los experimientos, para luego detectar las trazas de las partículas que recorrieron el túnel gracias a una detección del tipo de bloque de haz, lo que comprobó que la prueba había resultado todo un éxito.

Ahora se espera que las primeras colisiones de baja energía se realicen durante la próxima semana.

Link: COVERAGE OF FRIDAY’S KICK-OFF OF 2009 LHC OPERATIONS (Vía CHW)

Tan solo la semana pasada, el funcionamiento del LHC se vio interrumpido por una miga de pan, y la cantidad de retrasos desde Septiembre del año pasado, cuando se echó a andar por primera vez, han llevado a algunos a pensar que Dios está en contra de su funcionamiento.

De acuerdo a lo indicado por el CERN, se logró hacer circular rayos de partículas en seis de los ocho sectores de la pista de 27 kilómetros. Esta semana se activarían los dos restantes, y si todo sale bien, la máquina estaría lista para funcionar.

Los científicos intentan encontrar con este experimento el bosón de Higgs, una partícula teórica sobre la que se basa el modelo estándar de la física de partículas.

Queda esperar si es que no ocurre otro percance en el intertanto…

Link: LHC to Finally Start Next Week, Again (Wired)

(c) Maximilien Brice / CERN

Según información proveniente de la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN), el mayor colisionador de átomos del mundo entraría en funcionamiento en forma parcial en Noviembre de este año.

Recordemos que el colisionador entró en funcionamiento en Septiembre del años pasado, pero pocos días después tuvo que ser apagado debido a una serie de fallas técnicas.

Durante todos estos meses los ingenieros han trabajado en solucionar los problemas, con el objeto que no se vuelvan a producir en el futuro y garantizar la total seguridad de los experimentos que se realizarán.

El colisionador se encuentra ubicado en un túnel que atraviesa la frontera de Francia y Suiza (cerca de Ginebra) y los científicos esperan poder descubrir los misterios relacionados con la creación del Universo y los fundamentos de la materia.

Durante estos meses los ingenieros han realizado diversas reparaciones en los sectores 3 y 4. De igual manera se han probado unas 10.000 conexiones eléctricas y, durante las últimas pruebas realizadas, se midió la resistencia del estabilizador de cobre que rodea el cable superconductor (que se encarga de eliminar la corriente en caso de falla).

Los empalmes de cobre que presentaban una resistencia anormalmente alta ya han sido reparados y las pruebas en los últimos sectores no mostraron mayores problemas.

Link: LHC to relaunch at partial power in November (COSMOS Magazine)

Xiaohang Quan de la Universidad de Princeton encontró un error de cálculo en el hardware del acelerador de partículas más grande del mundo, partícularmente en el Solenoide Compacto de Muones (CMS, Compact Muon Solenoid), uno de los cinco detectores del Gran Colisionador de Hadrones, cuyo propósito es descubrir el bosón de Higgs.

Xiaohang estaba trabajando en sus tesis cuando descubrió errores en el hardware utilizado para registrar y capturar a los acontecimientos en el LHC causados por un mal cálculo, los errores llevaban a aspectos de imágenes dobles debido a las corrientes de las partículas conocidas como jets.

Esto se dio a conocer hace dos semanas durante la reunión anual de la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN) en donde el asesor y veterano del LEP (antecesor del LHC) Christopher Tully presentó lo hallazgos de los errores detectados por la estudiante de Física mediante una videoconferencia.

Esta noticia podría ser algo normal si se tratara de un estudiante de postgrado, pero se trata de una estudiante apasionada de la física a punto de graduarse.

El LHC tiene programado reactivarse en septiembre del 2009, crucen sus dedos o hagan sus apuestas como Stephen Hawking quién apostó 100 dólares a que “la partícula de Dios” no existe.

Link: Senior finds error in supercollider algorithm (The Daily Princetonian)

El 19 de septiembre de 2008, una de las mayores máquinas construidas por el ser humano tuvo que parar por causa de un escape de helio descubierto en el túnel. De acuerdo con el informe oficial, el desperfecto fue causado por un problema entre dos imanes, lo que provocó una falla mecánica.

La organización había comentado que el problema sería rápidamente resuelto y que en dos meses volvería todo a la normalidad. Sin embargo, el asunto era bastante más grave y tomará un año en solucionarse.

Los que están preocupados por el fin del mundo, acuérdense de rezar que la máquina volverá a andar, aunque todavía no habrá colisiones de átomos. El experimento necesita lograr mucha velocidad para que los resultados sean relevantes.

Link: Acelerador de partículas LHC volta a funcionar (Cosmo vía FayerWayer Brasil)

Mientras muchos dormían y otros rezaban entregándose a Dios, en la frontera entre Suiza y Francia científicos de la CERN presionaron el botón que finalmente hizo que millones de protones recorrieran 27 kilómetros en un solo sentido.

Considerado el experimento científico más importante de la historia, la puesta en marcha hoy del LHC es sólo el comienzo de una serie de experimentos cuyos resultados finales no se conocerán sino en aproximadamente 10 años.

La prueba realizada hoy no incluyó el temido choque de protones que se realizará en algunos meses más. Pero igual le tienes que dar gracias a Dios por haberte despertado hoy en la mañana… ¿O nunca despertamos? ¡¡Tananana, tananana, tananana!!

Link: First beam in the LHC – accelerating science (CERN Press Release)