¿Cómo descubrimos nueva física en el LHC?

Volvemos a la física de partículas hablando en esta ocasión sobre cómo identificamos una señal en el Gran Colisionador de Hadrones, el famoso LHC en Ginebra. Veremos que no es nada sencillo…

Cuando el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) arrancó allá por el año 2008 las expectativas eran muy altas. Este colosal instrumento científico era sin duda la mayor apuesta de la comunidad internacional de física de partículas, con miles de científicos involucrados en las distintas partes del experimento. Tras un periodo inicial de ajustes y puestas a punto, los primeros datos de relevancia científica fueron recogiéndose, mostrando que la máquina funcionaba perfectamente. Finalmente, el esfuerzo de tantos años de trabajo dio sus frutos con el ansiado descubrimiento del bosón de Higgs en 2012, considerado de forma unánime como uno de los hitos científicos más importantes de lo que llevamos de siglo XXI.

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Neutrinos cósmicos: una nueva ventana al Universo

En este blog ya conocemos a los neutrinos, esas misteriosas partículas de las que todavía nos queda mucho por descubrir. En esta entrada seguimos hablando de ellos, profundizando en la forma en que estas interesantes partículas pueden darnos una pista sobre lo que sucede en los eventos más violentos del universo.

Núcleos activos de galaxias, explosiones de rayos gamma, supernovas, galaxias con estallidos de formación estelar. . . Éstos son algunos de los entornos en los que ocurren los fenómenos más violentos del Universo, mucho más allá de nuestro sistema solar e incluso de nuestra propia galaxia. Así, grandes cantidades de energía son liberadas debido a que agujeros negros muy masivos engullen la materia circundante, o debido a la colisión de estrellas de neutrones, o tras la explosión de estrellas masivas, o bien en regiones con un altísimo ritmo de formación estelar. Son todos ellos fenómenos que tienen lugar en condiciones extremas, que nos aportan pistas sobre las leyes fundamentales de la física.

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Telescopios submarinos de neutrinos: ANTARES y KM3NeT

Para quienes no conozcan proyectos como ANTARES y KM3NeT el título de este artículo puede resultar sorprendente: “¿telescopios submarinos?, ¿neutrinos?’’. Vamos a intentar arrojar algo de luz sobre este tema, si bien “arrojar luz” puede que no sea la expresión más adecuada, porque estos telescopios, precisamente, no son para ver la luz. Aunque en realidad sí que se basan en la detección de luz… bueno, todo esto se está liando demasiado. Vamos a empezar por el principio.

¿Qué son los neutrinos?

Los neutrinos son partículas elementales del Modelo Estándar, que es, en cierta manera, el equivalente en física de la tabla periódica de los elementos químicos. En la tabla periódica de química se llama “elementos químicos” a cosas que, como sabemos, no son elementales desde el punto de vista de la física, pues los átomos están hechos de protones, neutrones y electrones. Algunas de estas partículas tampoco son elementales: protones y neutrones están compuestos por quarks y gluones, mientras que los electrones, hasta donde sabemos hoy en día, sí están hechas solo de sí mismas. Pues bien, además de electrones, quarks y gluones también hay otras partículas elementales, entre ellas los neutrinos. Continuar leyendo “Telescopios submarinos de neutrinos: ANTARES y KM3NeT”

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Partículas elementales, partículas compuestas y partículas virtuales

Fotones, electrones, quarks, neutrinos y el bosón de Higgs. Si compartiéramos en un bar una cerveza con nuestros amigos y por un motivo u otro se hablara de física, las probabilidades de que la conversación decayera del lado de la física de partículas no serían despreciables. Dado el caso, al menos una de estas partículas elementales (o fundamentales) sería mencionada con casi total seguridad. Pero si alguien se atreviera a lanzar una pregunta tan inocente como ¿qué son las partículas elementales? y esta pregunta llegara a los oídos de un físico, descubriríamos que la respuesta encierra más complejidad de lo esperado.

La palabra partícula nos indica que son entidades pequeñas, y como bien sabemos, casi todas las cosas complejas están formadas a partir de otras más simples, por lo que es fácil adivinar que las partículas pueden asociarse para formar estructuras más complejas. Es más, el término elemental hace referencia a que la partícula en cuestión no tiene estructura interna, siendo por lo tanto una de las piezas fundamentales, básicas, que dan forma a los objetos que vagan por el universo. Continuar leyendo “Partículas elementales, partículas compuestas y partículas virtuales”

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