sábado, 15 de mayo de 2010

El universo tiene una composición exótica



El universo tiene una composición inesperada, o “exótica”, según la define al menos el profesor Carlos Frenk, uno de los cosmólogos más reconocidos del planeta, quien lleva años recreando y simulando las estructuras cósmicas y la formación de galaxias por medio de grandes supercomputadoras.

SERGIO ANDREU.EFE Director del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham (Reino Unido), Frenk asegura en una entrevista a Efe que una de las grandes sorpresas dadas por la física en la última década es precisamente que la materia, la visible y la oscura, es tan sólo una pequeña parte de la composición del universo, y que el resto lo ocupa una energía oscura “totalmente desconocida”.

La materia visible -los átomos ordinarios de los que están hechos tanto humanos como estrellas- supone el 4% del universo, mientras que la llamada materia oscura fría -sobre la que este físico ha publicado un destacado estudio en “Nature”- conforma el 21%, es decir: una quinta parte del cosmos son unas partículas elementales que no interactúan y que por ello son difíciles de detectar.

Cualquier habitación está llena de miles de millones de estas partículas que sólo se hacen visibles cuando protagonizan fenómenos de gravedad en puntos donde se concentran enormemente como, por ejemplo, en el centro de nuestra galaxia.

En esa concentración masiva, los científicos creen que sufren colisiones que generan una radiación gamma muy energética que las hace visibles y, por ello, hacia allí se dirige el satélite norteamericano Fermi, lanzado el pasado junio, para tomar unas mediciones que se espera ofrezcan resultados en uno o dos años.

Este investigador, que esta semana ha ofrecido una charla en el Cosmocaixa de Barcelona en el marco del Año Internacional de la Astronomía, confía en que el acelerador de partículas del CERN (LHC) de Ginebra, puede llegar también a fabricar estas partículas de forma indirecta, una vía más sencilla que encontrarlas en el cosmos.

Menos optimista se muestra a la hora de predecir cuándo se llegará a saber qué es la energía oscura, descubierta a finales de la década de los noventa, tras años de sospechas teóricas “de que algo iba mal” porque la expansión del universo se estaba acelerando, fruto de una fuerza repulsiva, contraria a la gravedad.

Frenk, un británico nacido en México -nacionalidades a las que suma la española de su madre y la alemana de su padre- subraya que éste es “uno de los misterios de la ciencia”, que se ha convertido en el reto número 1 de la investigación física en EEUU, y teme que se vayan a gastar miles de millones de euros en dar palos de ciego: “sin una teoría que les guíe y sin saber lo que están haciendo”.

De momento, Frenk se dedica a simular el cosmos por medio de supeordenadores a través de millones de ecuaciones basadas en las leyes físicas, capaces de predecir cuántas galaxias debe haber, su tamaño o la forma en que se distribuyen en el espacio.

“Me gano la vida haciendo universos, tratando de emular a un dios con ‘d’ minúscula”, afirma este detective cosmológico, nacido en una familia de médicos y músicos, que se ve como una síntesis de estas ramas: un científico creativo, de hecho algunas películas sobre sus andamios cósmicos han ganado premios en certámenes especializados.

Inevitablemente, la inmensidad del cosmos lleva a cuestiones metafísicas. A juicio de Frenk, ciencia y religión son dos avenidas de experiencias paralelas que no se cruzan, que se plantean preguntas diferentes, más allá del dónde venimos y a dónde vamos…

Procesador del Colisionador de Hadrones listo

El sistema de obtención, procesamiento e intercambio de datos producidos por el mayor acelerador de hadrones del mundo (LHC) ha sido probado con éxito

Este sistema de procesamiento de datos, denominado LHC Computing Grid (WLCG) , ha sido probado intensamente durante la última semana y el resultado ha sido el esperado por los científicos del CERN, que consideran que está listo para cuando el LHC empiece a funcionar a finales de año.



Está previsto que el acelerador de partículas comience a funcionar en el cuarto trimestre de 2009, un año después de la avería ocurrida el pasado 19 de septiembre, que dejó en suspenso el inicio del experimento.

En él se han invertido más de 20 años de trabajo conjunto de 10 mil científicos del mundo entero.
Cuando el colisionador funcione en su totalidad, se producirán cientos de millones de choques frontales de partículas a una velocidad próxima a la luz.

La información que proporcionen las colisiones será recogida y procesada por cuatro enormes detectores -ATLAS, ALICE, LHCb y CMS- que tendrán que “entender” los datos -15 millones de gigabytes de información al año- que luego serán distribuidos a 140 centros de cómputo en 33 países para ser analizados y estudiados.

La ‘máquina del Big Bang’ arranca tras 14 meses


El mayor acelerador de partículas del mundo, que no ha funcionado más que unas horas desde que fue puesto en marcha en septiembre del año pasado, ha sido reiniciado este viernes tras 14 meses de parón debidos a una grave avería.

Un primer haz de protones recorrió sin incidentes y antes de lo previsto el anillo del LHC.

Sin embargo, la llamada máquina del Big Bang fue víctima de dos averías sucesivas unos días después de su lanzamiento, realizado por todo lo alto el 10 de septiembre de 2008.



El primer incidente se produjo menos de 48 horas depués de su arranque. La segunda avería, el 19 de septiembre, se produjo por un fallo en los imanes supraconductores encargados de guiar las partículas dentro de los 27 km de circuito que el acelerador oculta bajo tierra a ambos lazos de la frontera francosuiza.

Una vez que el LHC funcione a pleno rendimiento, presumiblemente a principios de 2010, producirá cientos de millones de choques frontales de partículas a una velocidad próxima a la luz. En ese momento se recrearán los instantes posteriores al Big Bang, lo que dará informaciones claves sobre la formación del universo y confirmará o rebatirá la teoría estándar de la física, basada en el bosón de Higgs.

La existencia de esa partícula, que debe su nombre al científico que hace 30 años predijo su existencia, se considera indispensable para explicar por qué las partículas elementales tienen masa y por qué las masas son tan diferentes entre ellas.

El LHC, récord mundial de potencia

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) ya es oficialmente el acelerador de partículas más potente del mundo después de que sus dos haces de protones hayan alcanzado una energía de 1,18 teraelectronvoltios (TeV). Así lo ha anunciado en Ginebra la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en un comunicado.

Esta cifra alcanzada por la llamada ‘máquina del Big Bang’ supera el récord mundial anterior de 0,98 Tev, logrado por su principal competidor, el colisionador Tevatron del Fermi National Accelerator Laboratory de Chicago.

En el año 2010 se espera que el LHC alcance los 7 TeV



Tras la avería que obligó a paralizar su funcionamiento poco después de su inauguración en septiembre de 2008, y los sucesivos problemas que obligaron a posponer su relanzamiento, el LHC parece haber superado todos sus problemas y está funcionando a la perfección.

Hace siete días, cuando se registraron las primeras colisiones de protones a baja velocidad, el objetivo de los científicos era llevar los haces de protones a 1,2 TeV en las siguientes semanas. Además, el récord se ha conseguido apenas diez días después de que el acelerador volviese a funcionar, tras 14 meses de reparaciones y pruebas para resolver la avería que sufrió en septiembre de 2008 a los pocos días de inaugurarse.

La progresión en los experimentos del LHC apuntan a que se logrará el objetivo de llevar a cabo el primer programa de física en el primer trimestre de 2010.

La próxima meta, de aquí a antes de la Navidad, es incrementar la intensidad de los haces antes de extraer mayores cantidades de datos de las colisiones. Para ello se debe asegurar que una mayor velocidad de los haces pueda ser manejada de manera segura y que es posible garantizar condiciones estables para los experimentos durante las colisiones, lo que se espera tome alrededor de una semana.

El LHC logra recrear un pequeño ‘Big Bang’


Los científicos han logrado hoy, por primera vez, la colisión de haces de protones en el gran acelerador del CERN a una energía de 3,5 TeV (teraelectronvoltios) cada uno, recreando la situación similar a los instantes posteriores al ‘Big Bang’. Se trata de la primera vez que se consigue llevar a cabo un experimento de estas características, un récord mundial en la Historia de la Ciencia que ayudará a entender cómo funciona nuestra galaxia.

Este resultado, que se obtuvo después de dos intentos fallidos, abre las puertas a una nueva fase de la física moderna, pues permitirá dar respuestas a numerosas incógnitas del Universo y la materia.

El objetivo de los científicos era recrear ‘mini versiones’ de lo que fue el Big Bang, recuperar la situación del Universo de hace 13,7 miles de millones de años, en el momento de su nacimiento, con el principal objetivo de analizar el origen y la naturaleza de la materia, así como el de las estrellas y planetas que lo conforman.



Tras más de 20 años de investigación, más de 3.900 millones de euros invertidos y el trabajo 10.000 científicos de 80 países, dos haces de mil millones de protones cada uno, acelerados a una velocidad próxima a la de la luz, circularán por un túnel circular de 27 kilómetros de largo y en algún momento se chocarán.

Los protones circulan por el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) de la CERN, el mayor del mundo, situado a 100 metros bajo tierra en Ginebra, cerca de la frontera con Francia.

Para poder “retener” la información que las colisiones produzcan, el LHC cuenta con cuatro detectores, Atlas, Alice, CMS y LHCb, que captarán millones de datos que, posteriormente, deberán ser analizados durante años.

Esa es parte de la magia del experimento: se ha aplaudido como un evento magno nunca antes logrado, pero no desvelará ninguna información concreta hasta pasados varios años.

El sistema empezó a funcionar a una energía de 0,45 TeV para alcanzar poco después su primer récord mundial -de 1,18 TeV-, al que siguió otro de 2,36 TeV el pasado diciembre, lo que ya permitió registrar numerosos datos procedentes de un millón de colisiones de partículas.



Siete TeV es la mitad de la potencia calculada del acelerador, una capacidad máxima a la que sólo será sometido después de se haya revisado minuciosamente todo el engranaje y se haya reconfigurado para adaptarse a una velocidad de 14 TeV. Una nueva etapa que se espera que no ocurra antes de 2013.

Uno de los principales retos del experimento de este martes es poder comprobar empíricamente la teoría estándar de la física, basada en el bosón de Higgs.

La existencia de esa partícula, llamada “la partícula de Dios”, que debe su nombre al científico que hace 30 años predijo su realidad, se considera indispensable para explicar por qué las partículas elementales tienen masa y por qué las masas son tan diferentes entre sí

10 millones de ‘mini Big Bang’ en una semana

El balance de la primera semana de operaciones a alta potencia del gran acelerador de partículas ofrece una cifra espectacular: los físicos del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) aseguran que han recreado 10 millones de ‘mini Big Bang’.

El portavoz del CERN, James Gillies informó de que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por su sigla en inglés), ubicado a 100 metros bajo tierra y en el cual pequeñas partículas de materia son colisionadas en una fracción de segundo bajo la velocidad de la luz, está funcionando extremadamente bien.

Los científicos que trabajan en el túnel de 27 kilómetros del LHC ubicado bajo la frontera entre Suiza y Francia, cerca de Ginebra, explican que en la actualidad se producen 100 colisiones por segundo, el doble que en el primer día en que se dio inicio a la súper potencia la semana pasada.



Los haces de partículas fueron inyectados por primera vez en el LHC el 30 de marzo y colisionaron con una energía total de 7 TeV (teraelectronvoltios), un experimento que los científicos calificaron como un gran paso adelante en la investigación cósmica.

Las colisiones crean simulaciones a pequeña escala del ‘Big Bang’, la explosión primigenia ocurrida 13.700 millones de años atrás y de donde se cree habría emergido la totalidad del cosmos.

Al observar las conductas de las partículas tras colisionar, investigadores de CERN esperan desvelar algunos secretos del Universo como la composición de la materia oscura o nuevas mediciones fuera de las cuatro conocidas actualmente

Los científicos del LHC auguran descubrimientos inesperados



Los científicos que trabajan en el proyecto Big Bang e investigan los secretos del cosmos han augurado que el enorme colisionador de partículas, más conocido como LHC, se encamina a hacer descubrimientos inesperados sobre los orígenes y composición del universo.

En un informe sobre el progreso del experimento tras dos meses a pleno rendimiento, científicos en el centro de investigación CERN dijeron que la máquina de 10.000 millones de dólares está probando rápidamente su capacidad para modificar las fronteras de la física.

"Ahora podemos imaginar que revelamos elementos exóticos como grandes dimensiones adicionales (...) y partículas pesadas de baja carga", dijo Oliver Buchmueller, director de uno de los 6 detectores que observan las colisiones en el túnel subterráneo del Gran Colisionador de Hadrones, o LHC por su sigla en inglés.

Buchmueller dijo en una reunión en el CERN, el Centro Europeo para la Investigación Nuclear en la frontera suizo-francesa cerca de Ginebra, que esos descubrimientos complementarían los esfuerzos paralelos para hallar la partícula llamada bosón de Higgs, que explicaría la existencia de la masa en el universo.

También buscan encontrar evidencias de partículas super-simétricas, que podría entregar pistas sobre la existencia de la materia oscura.

La 'teoría de las cuerdas' propone que los ingredientes básicos del universo son pequeñas cuerdas de materia que no poseen alto ni ancho, sólo longitud y que vibran en un espacio-tiempo continuo de 10 dimensiones.

Steve Myers, director de aceleradores y tecnología del CERN, dijo que el LHC no ha estado exento de incidencias desde el inicio de las colisiones de partículas a una fuerza combinada de 7 tera electronvoltios el 30 de marzo.

"Sigo pensando: esto va demasiado bien", dijo Myers. "Debemos seguir buscando mantener la máquina segura. La última cosa que queremos es otro cierre", agregó en una referencia a una filtración de refrigerante que detuvo un inicio anterior del LHC a una potencia menor en septiembre del 2008.


TEMAS PRINCIPALES

Los avances potenciales señalados por Buchmueller y reiterados por otros científicos en el encuentro, hecho para revisar cómo funciona el proyecto, son los temas principales para los físicos y cosmólogos que buscan entender cómo funciona el universo.

Las colisiones del CERN en el túnel de 27 kilómetros del LHC, que totalizan unos 200 millones desde el 30 de marzo, recrean a una escala menor lo que sucedió nanosegundos después del Big Bang hace 13.700 millones de años, cuando se generaron galaxias, estrellas, y la vida.

Seis detectores ultra sofisticados alrededor del LHC registran el comportamiento de las partículas después de colisionar, transmitiendo los datos para análisis a laboratorios del CERN y otros centros de investigación del planeta.

Hasta el momento, la máquina ha identificado varios elementos incluidos en el llamado Modelo Estándar, creado por físicos durante el Siglo XX sobre cómo creen que el cosmos debería funcionar, dijo Andrei Golutvin, un científico del CERN.

Entre estos elementos, dijo a Reuters, está una partícula conocida como "quark belleza", que ya había sido avistada en otros colisionadores del CERN y del mundo, que decae en nanosegundos tras viajar no más de 2 milímetros en el detector LHCb del CERN.

"Para mí, es un milagro que el LHC esté detectando las partículas que esperábamos del Modelo Estándar tan pronto en este experimento. Muestra lo bien que funciona", dijo Golutvin, portavoz de LHCb.