Detector de partículas CMS en el Gran Colisionador de Hadrones. Fuente: CMS/CERN
El Gran Colisionador de Hadrones vuelve a ser noticia en las páginas de la Física. Hace apenas dos meses se reanudaron los experimentos, tras dos años de descanso, en una segunda fase conocida como “Run 2”.
Y ahora, con los primeros datos todavía en ebullición, los investigadores de Ginebra han acudido a Viena para presentar sus resultados en el marco de la Conferencia de Física de Altas Energías que organiza la Sociedad Europea de Física (EPS-HEP2015).
“Aún es pronto para esperar algún descubrimiento, hemos de ser pacientes”, advierte Rolf Heuer, director general del CERN. Sin embargo, a pesar del poco tiempo transcurrido, ya se pueden apreciar los avances: en estos dos meses se han reunido 100 veces más datos que tras dos meses de experimentos a 7 TeV en 2010.
Una energía récord
Ese aumento en la recopilación de datos se explica, en buena medida, por el aumento en la energía utilizada en los experimentos. En 2010 el GCH funcionaba con dos haces, cada uno a 3.5 TeV (teraelectronvoltios, la unidad de energía más elevada con que trabajan los aceleradores de partículas); tras su cierre en 2013, se iniciaron trabajos de mejora que han permitido que en la fase Run 2 el acelerador funcione a 14 TeV.
El funcionamiento del GCH ha ido optimizando sus capacidades, de manera progresiva, a lo largo de esta fase. Poco a poco se ha avanzado hasta alcanzar un rendimiento de alta energía con cada rayo conteniendo 476 manojos de cien mil millones de protones que colisionan cada 50 nanosegundos. La intensidad se espera que crezca hasta las colisiones cada 25 nanosegundos en los próximos días, y hasta los 2000 manojos de protones por haz tras una parada técnica en septiembre.
Toda esta fase es, podríamos decir, de “aprendizaje”. Frédérick Bordry, director de Aceleradores y Tecnología del CERN, opina que ahora tienen que “aprender de manera progresiva a almacenar y manejar la energía de los haces”, siendo el objetivo comenzar con la explotación de esta a partir de 2016.
Y ahora, con los primeros datos todavía en ebullición, los investigadores de Ginebra han acudido a Viena para presentar sus resultados en el marco de la Conferencia de Física de Altas Energías que organiza la Sociedad Europea de Física (EPS-HEP2015).
“Aún es pronto para esperar algún descubrimiento, hemos de ser pacientes”, advierte Rolf Heuer, director general del CERN. Sin embargo, a pesar del poco tiempo transcurrido, ya se pueden apreciar los avances: en estos dos meses se han reunido 100 veces más datos que tras dos meses de experimentos a 7 TeV en 2010.
Una energía récord
Ese aumento en la recopilación de datos se explica, en buena medida, por el aumento en la energía utilizada en los experimentos. En 2010 el GCH funcionaba con dos haces, cada uno a 3.5 TeV (teraelectronvoltios, la unidad de energía más elevada con que trabajan los aceleradores de partículas); tras su cierre en 2013, se iniciaron trabajos de mejora que han permitido que en la fase Run 2 el acelerador funcione a 14 TeV.
El funcionamiento del GCH ha ido optimizando sus capacidades, de manera progresiva, a lo largo de esta fase. Poco a poco se ha avanzado hasta alcanzar un rendimiento de alta energía con cada rayo conteniendo 476 manojos de cien mil millones de protones que colisionan cada 50 nanosegundos. La intensidad se espera que crezca hasta las colisiones cada 25 nanosegundos en los próximos días, y hasta los 2000 manojos de protones por haz tras una parada técnica en septiembre.
Toda esta fase es, podríamos decir, de “aprendizaje”. Frédérick Bordry, director de Aceleradores y Tecnología del CERN, opina que ahora tienen que “aprender de manera progresiva a almacenar y manejar la energía de los haces”, siendo el objetivo comenzar con la explotación de esta a partir de 2016.
Resultados de enorme importancia
Aunque la presentación con más visibilidad en la conferencia EPS-HEP2015 ha sido la de los datos obtenidos en el Run 2, y las nuevas características de funcionamiento del acelerador, todavía no se han obtenido grandes resultados en este aspecto. La nueva fase ha permitido “redescubrir” todas las partículas elementales (incluyendo el caso concreto del bosón de Higgs), así como hacer mediciones con 13 TeV de producción de hadrones ; el objetivo –encontrar indicios de un nuevo tipo de física diferente de la del Modelo Estándar de física de partículas que se está poniendo a prueba- aún es solo una esperanza.
Hay, con todo, resultados confirmados que se han presentado en la conferencia, y que corresponden a la primera fase de funcionamiento del acelerador, antes de su “descanso” de dos años: entre ellos, resultados ya definitivos o inéditos en los experimentos sobre materia oscura, supersimetría y partículas exóticas.
Entre estos descubrimientos, dos han sido especialmente destacables: por una parte, las referidas al comportamiento de los protones cuando colisionan, que apunta a ser muy similar tanto a 13 TeV como lo era a 7 TeV; por otra parte, el descubrimiento de una nueva clase de partículas, los pentaquarks, y la confirmación de que un deterioro en el quark fondo relacionado con la fuerza débil.
En los próximos meses, el GCH continuará probando nuevas combinaciones energéticas para aumentar el rendimiento y recopilar nuevos datos. “Los físicos están observando datos completamente nuevos con una energía nunca explorada antes”, afirma Rolf Heuer, que concluye con optimismo: “podemos ver que hay un fantástico espíritu pionero aquí”.
Aunque la presentación con más visibilidad en la conferencia EPS-HEP2015 ha sido la de los datos obtenidos en el Run 2, y las nuevas características de funcionamiento del acelerador, todavía no se han obtenido grandes resultados en este aspecto. La nueva fase ha permitido “redescubrir” todas las partículas elementales (incluyendo el caso concreto del bosón de Higgs), así como hacer mediciones con 13 TeV de producción de hadrones ; el objetivo –encontrar indicios de un nuevo tipo de física diferente de la del Modelo Estándar de física de partículas que se está poniendo a prueba- aún es solo una esperanza.
Hay, con todo, resultados confirmados que se han presentado en la conferencia, y que corresponden a la primera fase de funcionamiento del acelerador, antes de su “descanso” de dos años: entre ellos, resultados ya definitivos o inéditos en los experimentos sobre materia oscura, supersimetría y partículas exóticas.
Entre estos descubrimientos, dos han sido especialmente destacables: por una parte, las referidas al comportamiento de los protones cuando colisionan, que apunta a ser muy similar tanto a 13 TeV como lo era a 7 TeV; por otra parte, el descubrimiento de una nueva clase de partículas, los pentaquarks, y la confirmación de que un deterioro en el quark fondo relacionado con la fuerza débil.
En los próximos meses, el GCH continuará probando nuevas combinaciones energéticas para aumentar el rendimiento y recopilar nuevos datos. “Los físicos están observando datos completamente nuevos con una energía nunca explorada antes”, afirma Rolf Heuer, que concluye con optimismo: “podemos ver que hay un fantástico espíritu pionero aquí”.