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El Gran Colisionador de Hadrones anuncia el descubrimiento de tres nuevas ‘partículas exóticas’

Esclarecedor: los científicos del Gran Colisionador de Hadrones han anunciado el descubrimiento de tres nuevas 'partículas exóticas' que podrían ayudar a explicar cómo se formó nuestro Universo

Los científicos del Gran Colisionador de Hadrones han anunciado el descubrimiento de tres nuevas ‘partículas exóticas’ que podrían ayudar a explicar cómo se formó nuestro universo.

Las nuevas estructuras existen por solo una cienmilésima de una billonésima de una billonésima de segundo y están construidas a partir de quarks, las partículas más pequeñas jamás descubiertas.

Los átomos contienen partículas más pequeñas llamadas neutrones y protones, que se componen de tres quarks cada uno, mientras que esta materia ‘exótica’ se compone de cuatro y cinco quarks, conocidos como tetraquarks y pentaquarks.

Las partículas descubiertas son un nuevo pentaquark y dos tetraquarks, tomando el número total encontrado en el Gran Colisionador de Hadrones en Suiza a 21.

Los investigadores están entusiasmados con sus nuevos hallazgos porque ahora hay suficientes de estas partículas para comenzar a agruparlas de una manera similar a los elementos químicos en la tabla periódica.

«Encontrar partículas exóticas y medir sus propiedades ayudará a los teóricos a desarrollar un modelo de cómo se construyen estas partículas, cuya naturaleza exacta se desconoce en gran medida», según Chris Parkes, profesor de física de partículas experimental en la Universidad de Manchester.

«También ayudará a comprender mejor la teoría de las partículas convencionales, como el protón y el neutrón».

El último descubrimiento se produce casi exactamente 10 años después del descubrimiento del famoso bosón de Higgs por parte del Gran Colisionador de Hadrones, denominado «partícula de Dios»..

Esclarecedor: los científicos del Gran Colisionador de Hadrones han anunciado el descubrimiento de tres nuevas ‘partículas exóticas’ que podrían ayudar a explicar cómo se formó nuestro Universo

El CERN es una de las instituciones científicas más grandes del mundo y alberga a más de 2000 científicos que trabajan en muchos proyectos de física.  En la imagen de arriba se muestra una cadena de imanes dipolares del LHC dentro de un túnel al final del segundo cierre prolongado, cuando las instalaciones del CERN se actualizaron durante unos años para que los protones pudieran chocar entre sí en rangos de energía mucho más altos cuando comience la ejecución 3 en julio.

El CERN es una de las instituciones científicas más grandes del mundo y alberga a más de 2000 científicos que trabajan en muchos proyectos de física. En la imagen de arriba se muestra una cadena de imanes dipolares del LHC dentro de un túnel al final del segundo cierre prolongado, cuando las instalaciones del CERN se actualizaron durante unos años para que los protones pudieran chocar entre sí en rangos de energía mucho más altos cuando comience la ejecución 3 en julio.

EL BOSON DE HIGGS PORTA MASA Y ES PARTE FUNDAMENTAL DEL MODELO ESTÁNDAR DE LA FÍSICA DE PARTÍCULAS

El bosón de Higgs es una partícula elemental, uno de los componentes básicos del universo según el modelo estándar de la física de partículas.

Lleva el nombre del físico Peter Higgs como parte de un mecanismo que explica por qué las partículas tienen masa.

Según el modelo estándar, nuestro universo está formado por 12 partículas de materia, incluidos seis quarks y seis leptones.

También tiene cuatro fuerzas: gravedad, electromagnetismo, fuerte y débil.

Cada fuerza tiene una partícula portadora correspondiente conocida como bosón que actúa sobre la materia.

La teoría decía que el bosón de Higgs era el responsable de transferir masa.

Se propuso por primera vez en 1964 y no se descubrió hasta 2012, durante una ejecución del Gran Colisionador de Hadrones.

El descubrimiento fue significativo, ya que si se hubiera demostrado que no existía, habría significado romper el modelo estándar y volver a la mesa de dibujo.

Las partículas exóticas fueron formuladas por primera vez por teóricos hace unas seis décadas, pero solo en los últimos 20 años han sido observadas por el Gran Colisionador de Hadrones y otros experimentos.

Los quarks son partículas elementales y vienen en seis sabores: arriba, abajo, encanto, extraño, arriba y abajo.

Por lo general, se combinan en grupos de dos y tres para formar hadrones, como los protones y los neutrones que forman los núcleos atómicos.

Más raramente, sin embargo, también pueden combinarse en partículas de cuatro y cinco quarks, o ‘tetraquarks’ y ‘pentaquarks’. Las partículas formadas por quarks se conocen como hadrones.

Mientras que algunos modelos teóricos describen los hadrones exóticos como unidades individuales de quarks fuertemente unidos, otros modelos los visualizan como pares de hadrones estándar débilmente unidos en una estructura similar a una molécula.

Solo el tiempo y más estudios de hadrones exóticos dirán si estas partículas son una, la otra o ambas.

La mayoría de los hadrones exóticos descubiertos en las últimas dos décadas son tetraquarks o pentaquarks que contienen un quark charm y un antiquark charm, siendo los dos o tres quarks restantes un quark arriba, abajo o extraño o un antiquark.

Pero en los últimos dos años, el Gran Colisionador de Hadrones ha descubierto diferentes tipos de hadrones exóticos.

Hace dos años, descubrió un tetraquark compuesto por dos quarks charm y dos antiquarks charm, y dos tetraquarks de ‘encanto abierto’ que consisten en un antiquark charm, un quark up, un quark down y un antiquark strange.

Y el año pasado encontró la primera instancia de un tetraquark de ‘doble encanto abierto’ con dos quarks encanto y un antiquark arriba y abajo.

Encanto abierto significa que la partícula contiene un quark encanto sin un antiquark equivalente.

Los descubrimientos anunciados hoy por el equipo del Gran Colisionador de Hadrones incluyen nuevos tipos de hadrones exóticos.

El primer tipo, observado en un análisis de ‘desintegraciones’ de mesones B cargados negativamente, es un pentaquark compuesto por un quark charm y un antiquark charm y un quark up, down y un quark extraño.

Es el primer pentaquark que contiene un quark extraño, mientras que el el segundo tipo es un tetraquark doblemente cargado eléctricamente.

Es un tetraquark de encanto abierto compuesto por un quark de encanto, un antiquark extraño, un quark arriba y un antiquark abajo, y se detectó junto con su contraparte neutra en un análisis conjunto de desintegraciones de mesones B neutrales y cargados positivamente.

Los resultados, que se presentaron en un seminario del CERN, ayudarán a los físicos a comprender mejor cómo se unen los quarks en estas partículas compuestas.

La noticia llega un día después del décimo aniversario del descubrimiento del bosón de Higgs el 4 de julio.

El descubrimiento del bosón de Higgs en julio de 2012 constituye la base de la existencia de todas las partículas elementales en nuestro universo.  La imagen de arriba es una visualización de un evento registrado en el detector CMS en el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN.  Muestra las características esperadas de la descomposición del bosón de Higgs SM a un par de fotones.

El descubrimiento del bosón de Higgs en julio de 2012 constituye la base de la existencia de todas las partículas elementales en nuestro universo. La imagen de arriba es una visualización de un evento registrado en el detector CMS en el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN. Muestra las características esperadas de la descomposición del bosón de Higgs SM a un par de fotones.

La existencia del bosón de Higgs, que es una partícula subatómica que es la partícula portadora del campo de Higgs, fue propuesta por primera vez por el físico británico Peter Higgs en 1964. En la foto de arriba está Higgs, quien recibió un premio Nobel de física por proponer la existencia de el bosón de Higgs, en el CERN en julio de 2012

La existencia del bosón de Higgs, que es una partícula subatómica que es la partícula portadora del campo de Higgs, fue propuesta por primera vez por el físico británico Peter Higgs en 1964. En la foto de arriba está Higgs, quien recibió un premio Nobel de física por proponer la existencia de el bosón de Higgs, en el CERN en julio de 2012

El descubrimiento del bosón de Higgs en 2012 generó titulares mundiales y la concesión de premios Nobel al teórico británico Peter Higgs, entre otros.

Higgs había predicho por primera vez la existencia de la partícula en la década de 1960 y teorizó que estamos rodeados por un océano de información cuántica conocido como el Campo de Higgs.

Desde su descubrimiento, los experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones han investigado las propiedades de esta extraña partícula, que es tan inestable que nunca se ha observado directamente.

La existencia del bosón de Higgs es una de las razones por las que todo lo que vemos, incluyéndonos a nosotros mismos, todos los planetas y estrellas, tiene masa y existe; por eso se le llamó la ‘partícula de Dios’.

La colaboración de belleza del Gran Colisionador de Hadrones (LHCb), que realizó el nuevo descubrimiento, está compuesta por más de 1.000 científicos de 20 países de todo el mundo.

La colaboración construyó y opera uno de los cuatro grandes detectores en el colisionador de partículas CERN LHC.

Está dirigido por el profesor Parkes y la Universidad de Manchester, que cuenta con más de 20 miembros del personal y estudiantes de doctorado que trabajan en el proyecto.

¿QUÉ ES EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES?

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es el acelerador de partículas más grande y potente del mundo.

Está ubicado en un túnel de 27 kilómetros (16,8 millas) debajo de la frontera entre Suiza y Francia.

El LHC comenzó a colisionar partículas en 2010. Dentro del anillo LHC de 27 km, grupos de protones viajan casi a la velocidad de la luz y chocan en cuatro puntos de interacción.

Dentro del acelerador, dos haces de partículas de alta energía viajan a una velocidad cercana a la de la luz antes de chocar. Los rayos viajan en direcciones opuestas en tubos de rayos separados.

Son guiados alrededor del anillo del acelerador por un fuerte campo magnético mantenido por electroimanes superconductores.

El LHC (en la foto) se reinició el 5 de abril de este año, después de haber estado apagado durante dos años durante un importante proyecto de renovación que costó 100 millones de libras esterlinas.

El LHC (en la foto) se reinició el 5 de abril de 2015, después de haber estado apagado durante dos años durante un importante proyecto de renovación que costó 100 millones de libras.

Los electroimanes se construyen a partir de bobinas de cable eléctrico especial que opera en un estado superconductor, conduciendo eficientemente la electricidad sin resistencia ni pérdida de energía.

Estas colisiones generan nuevas partículas, que son medidas por detectores que rodean los puntos de interacción.

Se muestra una vista del experimento Compact Muon Solenoid del LHC

Se muestra una vista del experimento Compact Muon Solenoid del LHC

Mediante el análisis de estas colisiones, los físicos de todo el mundo están profundizando nuestra comprensión de las leyes de la naturaleza.

Mientras que el LHC es capaz de producir hasta mil millones de colisiones protón-protón por segundo, el HL-LHC aumentará este número, al que los físicos se refieren como ‘luminosidad’, en un factor de entre cinco y siete, lo que permitirá unas 10 veces más datos a acumular entre 2026 y 2036.

Esto significa que los físicos podrán investigar fenómenos raros y realizar mediciones más precisas.

Por ejemplo, el LHC permitió a los físicos descubrir el bosón de Higgs en 2012, logrando así un gran progreso en la comprensión de cómo las partículas adquieren su masa. La partícula subatómica se había teorizado durante mucho tiempo, pero no se confirmó hasta 2013.

Fuente

Written by notimundo

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