Observados los dos primeros bosones W en el detector ATLAS del LHC en el CERN

Segundo evento candidato a bosón W observado en el detector ATLAS el 5 de abril de 2010. (C) CERN.

El primer objetivo del LHC en el CERN es redescubrir el modelo estándar. Puede parecer fácil, pero requiere tiempo y requiere sumar colisiones. En la primera semana de colisiones se ha alcanzado una luminosidad integrada aproximada de 0’1 inversos de nanobarn. ¿Qué significa esto? Por ejemplo, ¿cuántos bosones W se pueden haber observado? La desintegración más fácil de observar es la desintegración del bosón W en leptones (electrones o muones) que a 7 TeV tiene una sección eficaz de 10 nanobarn. Eso significa que se tiene que haber observado solamente un bosón W en la primera semana, quizás a día de hoy, al menos dos. ¿Han sido observados? Parece que sí. No está confirmado, pero el primer evento candidato a ser un bosón W se observó el 1 de abril (se desintegró en un muón y un neutrino muónico) y el segundo el  5 de abril (se desintegró en un positrón y un neutrino electrónico, ver la figura de arriba). Pronto se observará el primer bosón Z y en unas semanas incluso un quark top (el primero que se observará en Europa). Ahora mismo el LHC está en fase de pruebas y la luminosidad instantánea de los detectores del LHC en el momento actual es baja, muy baja. En los próximos meses crecerá en un factor de al menos un millón. Entonces ya no será noticia cada nueva partícula que se redescubre en el LHC. Mientras tanto, disfrutaremos de estos momentos de gloria pasajera para la física de partículas europea.

¿Crecerá en un factor de al menos un millón? Como nos cuentan en “Its All About The Lumi!,” ATLAS Control Room Blog, April 5, 2010, la luminosidad instantánea del LHC ahora mismo es del orden de 10²⁷cm^-2s^-1 (número de colisiones por centímetro cuadradado y por segundo), habiendo sido diseñado para alcanzar una luminosidad instantánea 10 millones de veces mayor, 10³⁴cm^-2s^-1 (a 14 TeV, a 7 TeV seguramente será 10 veces menor). Una vez se entienda bien esta nueva máquina que hemos puesto en funcionamiento hace poco más de una semana, se podrá ajustar para incrementar su luminosidad instantánea muchos órdenes de magnitud (básicamente ajustarlo todo para que en los puntos de colisión el área de intersección entre las áreas transversales de los dos paquetes de protones que colisionan garantice un número optimo de colisiones de los partones (quarks y gluones) que constituyen los protones). Por ejemplo, el 4 de abril se realizó el primer test de este tipo en el detector CMS y se logró incrementar la luminosidad un poquito (un  50% más).

PS (9 abril 2010): ¿Observados dos bosones W u observados dos candidatos a bosones W? Cuestión que se preguntan en Menéame y que he contestado allí así: “En física de partículas de alta energía las partículas no se “observan” una a una, ya que todo evento (resultado de una colisión) tiene una probabilidad no nula de ser una fluctuación estadística o un error en los detectores. Por eso los físicos siempre anteponemos la palabra “candidato.” Es muy probable que los dos W observados sean realmente dos W (pues conocemos muy bien los W y sus propiedades) pero “nunca digas nunca jamás,” no se puede descartar nunca que sea un par de fluctuaciones estadísticas y que los mil físicos del detector ATLAS que creen que sí han observado un par de W no estén equivocados.

Si observas mil eventos de este tipo, la probabilidad de que los mil sean fluctuaciones es tan baja que los físicos asumen que los mil son eventos “buenos” (pero observando sólo un par es imposible asegurarlo).”

Publicado en Nature: Un GPS en la minimochila de cada paloma permite estudiar la dinámica jerárquica de la toma de decisiones en vuelo

¿Cómo toma decisiones sobre su ruta un grupo de palomas en vuelo? ¿Hay algún líder que marque la pauta? Saberlo es muy difícil pues seguir a un grupo de palomas durante su vuelo con cámaras es prácticamente imposible. La opción, instalar un GPS en una minimochila en la espalda de las palomas y tomar detalles de las trayectorias en vivo y en directo. Gracias a los avances en miniaturización de GPS es posible lograrlo sin afectar a la movibilidad en vuelo de las palomas (la minimochila pesa unos 16 gramos). Nos lo cuentan en Máté Nagy, Zsuzsa Ákos, Dora Biro, Tamás Vicsek, “Hierarchical group dynamics in pigeon flocks,” Nature 464, 890-893, 8 apr. 2010 (página web de los autores). Todavía no saben cómo toman las decisiones los miembros del grupo pero han aplicado una técnica de reconstrucción de árboles de toma de decisión a partir de los datos espaciotemporales observados experimentalmente y estos árboles parecen indicar que la toma de decisiones es jerárquica, con un líder que decide y un grupo que obedece. Además, parece que prestan más atención a sus compañeros que ven con el ojo izquierdo que con el ojo derecho. Todo indica que la posición dentro del grupo es clave en la jerarquía de toma de decisiones, pero ¿cómo se selecciona al líder? ¿Es siempre el mismo o cambia en función de la posición en el grupo? Y muchas otras preguntas todavía no tienen respuesta. Aún así, es un estudio muy interesante que nos muestra cómo los avances en la tecnología nos permiten estudiar con nuevos ojos dinámicas que antes estaban fuera de toda consideración posible, y que ha sido portada en Nature, nada más y nada menos. Os dejo un vídeo en youtube (más vídeos en AVI en la página web de los autores y en MOV en la información suplementaria del artículo en Nature).

Noticia en Menéame que enlaza Europa Press, “¿Quién es la jefa en una bandada de palomas?,” ABC.es, 7 abr. 2010; “La situación de las aves en las bandadas es jerárquica,” El País, 08/04/2010; “Palomas eligen casi democráticamente a líder de bandada,” Nuestro País, 7 abr. 2010; noticias en Google.es; news in Google.