Algo se muere en el alma, cuando un amigo se va… Adiós, Tevatrón, adiós

Todo tiene un final y hoy ha sido el último día de colisiones protón-antiprotón en el colisionador de partículas que descubrió el quark top en 1995, una partícula predicha en 1977. Tras 28 años, el Tevatrón del Fermilab ha cumplido con creces todas las expectativas. No ha encontrado la supersimetría ni tampoco el bosón de Higgs, pero hoy sabemos gracias al Tevatrón que el quark top tiene una masa de 173,2 ± 0,9 GeV, un valor de gran precisión que le costará al LHC del CERN  muchos años poderlo mejorar. Además, gracias al Tevatrón sabemos que el bosón W tiene una masa de 80,420 ± 0,031 GeV (el LHC tampoco mejorará este valor en los próximos años). Y aún quedan colisiones sin analizar. El próximo año (primavera-verano) la precisión de estas masas serán mejoradas aún más. Las masas del quark top y del bosón W son claves para estimar la masa esperada para el bosón de Higgs. Gracias al Tevatrón, el factor limitante es la precisión en la masa del bosón W. El Tevatrón ha necesitado muchos años (26 años) para acabar convertido en una máquina de precisión. El LHC necesitará muchos años para igualarlo, por eso hay bastante interés en el desarrollo de colisionadores lineales de leptones. El Tevatron también descubrió cinco bariones B y el mesón B c, fue clave en la observación del neutrino τ en el Fermilab, observó de forma directa la violación de la simetría CP en los kaones, y produjo un quark top individual.

Adiós, Tevatrón, adiós.

Pero recordad todos, seguiremos hablando de las noticias surgidas en el Fermilab a partir del análisis de las colisiones del Tevatrón durante muchos meses, y seguiremos hablando de los resultados logrados por el Tevatrón durante muchos años.

El Tevatrón no se va para no volver, seguirá entre nosotros.

El pin que abre esta entrada lo he visto gracias a Philip Gibbs, “Shutdown approaches for the Tevatron,” vixra log, September 28, 2011. En español os recomiendo leer a MiGUi, “El Tevatrón se acaba el 30 de septiembre,” MiGUi, 29 septiembre 2011. News Eugenie Samuel Reich, “Fermilab faces life after the Tevatron,” Nature 477: 379, 21 September 2011, nos recuerda que prolongar la vida útil del Tevatrón sería de gran ayuda a la hora de analizar en detalle las propiedades del bosón de Higgs; sin embargo, tras 28 años en la primera línea de parrilla, el Tevatrón debe ceder el puesto a otros proyectos de investigación. A los que tengan acceso a Science les recomiendo leer a Andrian Cho, “The Tevatron’s Epitaph: Solid Science, No Surprises,” Science 333: 1687-1688, 23 September 2011. Según Cho, el Tevatrón pasará a la historia como una máquina que encontró lo que estaba buscando y nada más. ¿Qué pasará con el LHC del CERN? Se repitará lo mismo y encontrará el Higgs y nada más. ¡Quien sabe!

¿Cuál es el futuro del Fermilab? Hay muchos proyectos en curso. Allí ya se produce el haz más intenso de neutrinos de alta energía de todo el mundo, que se utilizará en el experimento NOνA que estudiará la oscilación de los neutrinos. Además, el Proyecto X estudiará la física de los procesos raros en el modelo estándar, complemento ideal del LHC del CERN. Si este último descubre nuevas leyes físicas o nuevas partículas, el Proyecto X será clave para estudiarlas; si no las descubre, permitirá estudiar el modelo estándar con gran precisión. Los procesos raros son el futuro de la física de partículas en el Fermilab.

PS (3 oct. 2011): Recomiendo la lectura de John Conway, “The End of the Tevatron,” Cosmic Variance, January 10th, 2011; y de Mark Lancaster, “Tevatron collider falls silent today after 26 years of smash hits,” The Guardian,Friday 30 September 2011.

L0s grandes hitos de la historia del Tevatrón: Merece la pena recorrerlos en esta timeline interactiva del Fermilab.

Amazings Bilbao “La búsqueda del bosón de Higgs” (cuarta versión, la definitiva)

Mi charla en Amazings Bilbao 11 está disponible en vídeo en la página web de la televisión ETB. Espero que os guste. La verdad es que no memoricé la charla y debería haberlo hecho, pues al final me faltó tiempo, cuando faltaba un minuto inicié lo que tendría que haber sido iniciado cuando faltasen tres minutos. Me faltaron dos minutos y tendría que haber preparado mejor los chistes, me dio la sensación de que a nadie les hizo gracia. Debe ser que tengo poco salero. No transcribiré aquí la charla que tenía preparada, para que no se me vea el plumero (ahora que me veo de nuevo sé que tendría que haberme estudiado la charla de memoria para que hubiera quedado perfecta). Me aplicaré el parche para Amazings Bilbao 12.

La mesa redonda “Ciencia en estado puro” también está disponible en vídeo en la ETB. Mikelnai, el moderador, me dijo que tendría que hablar durante unos 10 minutos sobre los neutrinos del experimento OPERA, pero aunque estaba avisado no preparé bien la charla; cuando me escuchéis hablar de neutrinos tau, aveces tenéis que sustituir la palabra tau por muónicos, lo siento; tampoco describí demasiado bien el experimento. Pero ya se sabe que el directo es así.

Espero que os gusten los vídeos.

 

Los premios Ig Nobel 2011

Lo confieso, no doy a basto. El disco duro de mi ordenador habitual, tras varias semanas dando señales de aviso, falleció la semana pasada. R.I.P. Me dejó colgado y sin novia (mi mujer dice que mi ordenador es mi novia y mi amante). Ayer instalé dos discos duros idénticos, uno es una imagen idéntica del otro, cambié de sistema operativo, instalé parte del software que uso todos los días y acabé harto hasta el gorro… Por qué Windows 7 esconde las cosas en lugares recónditos diferentes a los que las escondió Windows Vista, con lo fácil que era encontrarlas en Windows XP. Lo sé, tengo que cambiar a Linux. Hoy por la mañana he continuado con la labor… Aún me quedan flecos. Estoy flotando como en una nube viendo pasar el mundo a mis pies, lejos de la tierra, viendo pasar el mundo que sigue rotando como si mis problemas solo me importaran a mí… de hecho es que solo me importan a mí.

Me perdí anoche la retransmisión en directo de los Premios Ig Nobel 2011. Estaba tan cansado de bregar con la máquina que acabé grogui. Permitidme un repaso rápido a los premios más curiosos.

¿Por qué ciertos escarabajos intentan copular con botellas de cerveza? Yo no sabía que a los escarabajos australianos machos Julodimorpha bakervelli les gustaran tanto las botellas de cerveza que trataran de copular con ellas como si se tratara de una hembra de su especie. En la foto 1 se ve como sobresalen los genitales del escarabajo en su intento de copular con la botella. No sirve cualquier tipo de botella de cerveza, tiene que ser una “Stubbie” de 370 ml que presenta un color marrón y unos puntitos en la base (se ven muy bien la foto 2) tan irresistibles que a un macho en su intento por copular con la botella no le importa que un grupo de hormigas Iridomyrmex discors le coman sus genitales (que son partes blandas muy apreciadas por las hormigas), como también se ve en la foto 2. Espeluznante, da un escalofrío solo de pensarlo. Según los investigadores, el color de la Stubbie y el reflejo de la luz en los puntitos de la base se parece tanto a los élitros de las hembras que los machos no pueden resistirse. Darryl Gwynne y David Rentz han recibido el Premio Ig Nobel de Biología por su espeluznante trabajo “Beetles on the Bottle: Male Buprestids Mistake Stubbies for Females (Coleoptera),” Journal of the Australian Entomological Society22: 79-80, 1983.

¿Cómo despertar a alguien dormido en caso de emergencia utilizando rábano picante (wasabi)? Los químicos son capaces de patentar cualquier cosa, hasta una alarma de wasabi para despertar a personas dormidas en caso de emergencia. Los químicos japoneses Makoto Imai, Naoki Urushihata, Hideki Tanemura, Yukinobu Tajima, Hideaki Goto, Koichiro Mizoguchi y Junichi Murakami han determinado la cantidad justa de rábano picante (wasabi) necesaria para despertar a una persona. Gracias a este gran descubrimiento han solicitado una patente de una alarma de emergencia (un dosificador de extractos de wasabi para despertar a “bellas durmientes”) que han logrado que les acepten en EE.UU. (US patent application 2010/0308995 A1, filing date: Feb 5, 2009). Quizás no vendan muchos dosificadores, pero tampoco les importará porque han recibido el Premio Ig Nobel de Química 2011.

¿Por qué un matemático no puede predecir el final del mundo? Yo predije el final del mundo y creo que acerté; bueno, predije el final de mi mundo el día que yo muera. Pero otros se han atrevido a predecirlo antes que yo y con gran precisión; por ello han recibido el Premio Ig Nobel de Matemáticas. Dorothy Martin (EE.UU.) predijo el final del mundo para 1954, Pat Robertson (EE.UU.) predijo el final del mundo para 1982, Elizabeth Clare Prophet (EE.UU.) predijo el final del mundo para 1990, Lee Jang Rim (Corea) predijo el final del mundo para 1992, Credonia Mwerinde (Uganda) predijo el final del mundo para 1999, y Harold Camping (EE.UU.) predijo el final del mundo para el 6 de septiembre de 1994, pero como falló su predicción decidió rehacer sus cálculos y obtuvo una nueva fecha, el próximo 21 de octubre de 2011. ¿Acertará o volverá a errar? Seguro que no le importa, pues ha recibido el Premio Ig Nobel de Matemáticas 2011 (junto el resto de sus compañeros).

¿Por qué se marean los lanzadores de disco pero no los lanzadores de martillo? Buena pregunta; cuando das vueltas sobre tí mismo te recomiendan que mires a un punto fijo, así que supongo que para el lanzador de martillo será más fácil mirar un punto fijo (el martillo) que para el lanzador de disco. Supongo, pero no estoy seguro. Menos mal que los franceses Philippe Perrin, Cyril Perrot, Dominique Deviterne y Bruno Ragaru, y el holandés Herman Kingma me dan la razón. Menos mal. Gracias a ello han recibido el Premio Ig Nobel de Física 2011. Los laureados han estudiado mediante vídeo de alta velocidad a 22 atletas de alta competición, 11 de los cuales practican ambos deportes. Los atletas que practican ambos deportes afirman que es verdad que se marean a veces lanzando el disco pero no el martillo. El análisis de las imágenes de los vídeos ha demostrado que el movimiento de su cabeza confirma la hipótesis que yo he intuido (supongo que tú también): para los lanzadores de martillo es más fácil encontrar un punto fijo al que mirar para evitar el mareo. El artículo técnico (no tengo acceso a dicha revista, así que no lo he podido leer en detalle) es Philippe Perrin, Cyril Perrot, Dominique Deviterne, Bruno Ragaru, Herman Kingma, “Dizziness in Discus Throwers is Related to Motion Sickness Generated While Spinning,” Acta Oto-laryngologica 120: 390-395, March 2000.

¿Por qué el bostezo no es contagioso entre las tortugas? Que nadie bostece delante mía, que acabaré bostezando yo también (incluso lo hago ahora mismo solo de pensar en alguien que bosteza). La mejor manera de entender la fisiología del bostezo es estudiar animales que no bostecen. Los biólogos europeos Anna Wilkinson, Natalie Sebanz, Isabella Mandl y Ludwig Huber han encontrado un animal inmune al bostezo, la tortuga de patas rojas Geochelone carbonaria; todavía no se sabe cuál es el secreto de su inmunidad, pero los experimentos demuestran que son el animal ideal para descubrirlo, como así lo han publicado en su artículo “No Evidence of Contagious Yawning in the Red-Footed Tortoise,”Current Zoology 57: 477-484, 2011, que ha merecido el prestigioso Premio Ig Nobel de Fisiología 2011.

¿Por qué cuando tienes muchas ganas de orinar tomas decisiones precipitadas? Puede parecer una pregunta retórica, porque urge tomarlas. Pero hay quien cree que la respuesta a esta pregunta requiere un estudio experimental específico y por haberlo publicado en dos revistas internacionales han merecido el Premio Ig Nobel de Medicina 2011 los investigadores europeos Mirjam Tuk, Debra Trampe y Luk Warlop, junto a los estadounidenses Matthew Lewis, Peter Snyder y Robert Feldman, y a los australianos Robert Pietrzak, David Darby, and Paul Maruff. Las arduas investigaciones de estos expertos han demostrado que ante la incómoda necesidad de orinar con urgencia se toman decisiones precipitadas que a veces son mejores y otras veces son peores, dependiendo del caso, que las tomadas cuando no hay ganas de hacer pis. Curioso, no siempre es malo tomar decisiones urgentes. Los artículos en los que se ha publicado tan importante estudio son Mirjam A. Tuk, Debra Trampe and Luk Warlop, “Inhibitory Spillover: Increased Urination Urgency Facilitates Impulse Control in Unrelated Domains,” Psychological Science 22: 627-633, 2011, y Matthew S. Lewis, Peter J. Snyder, Robert H. Pietrzak, David Darby, Robert A. Feldman, Paul T. Maruff, “The Effect of Acute Increase in Urge to Void on Cognitive Function in Healthy Adults,” Neurology and Urodynamics 30: 183-187, 2011.

¿Por qué la gente suspira de cuando en cuando? Buena pregunta, digna de la sección de por qués de la ciencia de América Valenzuela. El psicólogo noruego Karl Halvor Teigen ha recibido el Premio Ig Nobel de Psicología 2011 por estudiar esta cuestión, aunque aún no ha obtenido la respuesta definitiva. Su artículo “Is a Sigh ‘Just a Sigh’? Sighs as Emotional Signals and Responses to a Difficult Task,” Scandinavian Journal of Psychology 49: 49–57, 2008, empieza recordando que nunca antes se había estudiado por qué la gente suspira desde el punto de vista de la psicofisiología. La primera parte de su trabajo estudia lo que la gente piensa que representan los suspiros; para ello ha realizado un cuestionario a 75 estudiantes universitarios que le ha permitido concluir que la gente cree que los suspiros están asociados a estados emocionales negativos, a cierta tristeza o melancolía. Para comprobar esta idea realizó un segundo experimento con 117 estudiantes a los que presentó imágenes de grupos de personas en diferentes situaciones con alguien suspirando y se les realizó preguntas sobre las diferentes situaciones; las conclusiones fueron similares. En el tercer y último estudio, 36 estudiantes realizaron durante 10 minutos dos puzzles lógicos mientras eran grabados por una cámara; 28 de los estudiantes suspiraron durante la tarea con una media de 4 suspiros; tras la tarea se les indicó cuantas veces habían suspirado y se les preguntó por qué lo habían hecho. Muchos no eran conscientes de haber suspirado y la mayoría opinaba que lo hicieron por su impotencia a la hora de resolver los puzzles. Aunque el estudio de Teigen no es concluyente, su opinión es que futuros estudios aclararán poco a poco la utilidad psicofisiológica del suspiro. Que tenerla, la tendrá.

Otros premios Ig Nobel 2011 son el Premio de Literatura para John Perry (Universidad de Stanford, EE.UU.) por su teoría de la procrastinación estructurada (“How to Procrastinate and Still Get Things Done,” Chronicle of Higher Education, February 23, 1996); el Premio de la Paz para el lituano Arturas Zuokas por proponer una solución radical a los coches de lujo mal aparcados, arrasarlos con un tanque (el vídeo de arriba no tiene desperdicio); el Premio para la Salud Pública para John Senders (Universidad de Toronto, Canadá), por sus experimentos en los que pone a una persona a conducir un automóvil por una autopista (o autovía) mientras un visor en forma de cacerola le tapa los ojos y la cara de forma repetida como se ve en vídeo de abajo (John W. Senders, et al., “The Attentional Demand of Automobile Driving,” Highway Research Record 195: 15-33, 1967). ¡Fascinante! ¡Curioso pero inútil!

PS: Por cierto, me encanta este vídeo anunciando la ceremonia de los Ig Nobel 2011. La reflexión total interna tiene algo mágico, es magia… que lo disfrutéis.

La noticia de los neutrinos superlumínicos de OPERA en Nature y en Science

Adrian Cho nos cuenta que la mayoría de los físicos ha mirado con incredulidad el resultado obtenido por los físicos de la colaboración OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus). Las apuestas apuntan a un “error sistemático” no identificado aún. Pero no todos opinan lo mismo, algunos ven en dicho resultado una oportunidad única para proponer nuevas extensiones del modelo estándar. V. Alan Kostelecky, físico teórico de la Universidad de Indiana, Bloomington, EE.UU., inventó hace 15 años el Modelo Estándar Extendido (SME) que viola la teoría de la relatividad introduciendo un “campo de fondo” que actúa de “sistema de referencia preferido.” Si dicho campo de fondo solo actúa sobre los neutrinos, Kostelecky afirma que su teoría explica el resultado observado por OPERA. Su teoría no permite el envío de información hacia al pasado, evitando los problemas de causalidad que implica la existencia de neutrinos superlumínicos. Según Cho, el resultado de OPERA podrá repetido en menos de un año en MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search), en la mina de Soudan (Minnesota), que recibe neutrinos del Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory), en Batavia, Illinois (yo creo que Cho peca aquí de optimista). También podrá ser repetido por el experimento japonés T2K (Tokai to Super-Kamiokande), en el que se estudian neutrinos producidos por el JPARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) en Tokai, dirigidos hacia los detectores localizados ne la mina de Kamioka. Nos lo ha contado en Adrian Cho, “Special Relativity: From Geneva to Italy Faster Than a Speeding Photon?,” News & Analysis, Science 333: 1809, 30 September 2011.

El rumor surgió en un blog el 15 de septiembre, el artículo fue liberado el 22 y la rueda de prensa en el CERN fue el 23, aunque el resultado se descubrió en marzo de 2011. “Han pasado los últimos 6 meses tratando de buscar un error en su análisis, pero no lo han encontrado, por lo que han liberado sus resultados para recabar la ayuda de toda la comunidad,” afirma Dario Autiero, del Instituto de Física Nuclear en Lion (IPNL), Francia, coordinador de OPERA. Algunos físicos senior de la colaboración, como Caren Hagner de DESY, han preferido no firmar el artículo de OPERA; según Hagner era necesario haber seguido chequeando el resultado durante más tiempo antes de hacerlo público. OPERA está en boca de todo el mundo, ya el anuncio sobre los neutrinos superlumínicos ha generado una expectación mediática sin precedentes. Sin embargo, “la mayoría de los físicos sospechan que hay errores sistemáticos sutiles, aún por descubrir, pues el experimento es muy complicado,” como recuerda Rob Plunkett del experimento MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search) en el Fermilab, cerca de Chicago. La mayoría de las dudas apuntan a dos elementos, la sincronización mediante GPS y las diferencias entre la forma de la señal en el CERN (el tren de protones) y en Gran Sasso (el tren de neutrinos). Nos lo ha contado Eugenie Samuel Reich, “Speedy neutrinos challenge physicists. Experiment under scrutiny as teams prepare to test claim that particles can beat light speed,” News, Nature 477: 520, 29 September 2011.

En mi opinión personal, la fuente del error puede estar en el ajuste del frente de los trenes de protones y de neutrinos. En óptica no lineal, cuando se observa la propagación superlumínica de señales siempre es debido a este problema, definir correctamente cuando ha llegado el tren de fotones (paquete de ondas) debido a que su forma no coincide con el tren emitido y utilizar el mismo criterio en ambos no está justificado. Para los aficionados al deporte quizás ayude saber que este problema es el mismo que el de la foto finish. Se supone que el instante de llegada del corredor es cuando su pecho supera la línea de meta, pero que pasa si el atleta torsiona su cintura al llegar y lo que se observa en la foto finish es la llegada del hombro; o si estira el brazo y lo que llega primero a meta es la parte del pecho cercana al cuello; o que si pasa si hay atletas más altos y más bajos; cuándo llegó el centro del pecho a cruzar la línea es un problema que requiere el criterio de los jueces de la competición y este criterio puede variar de un juez a otro. La forma del frente del tren de protones (donde se inicia la cuenta de tiempos en el CERN) se utiliza como referencia (línea roja) y se ajusta a la forma del frente del tren de neutrinos (donde finaliza la cuenta de tiempos en Gran Sasso). Obviamente, los científicos de OPERA han considerado esta posibilidad en detalle, pero en este tipo de experimentos la duda siempre surge. Abajo os muestro la figura original de los frentes y la misma figura con la línea roja en blanco, ¿por dónde dirías que debería pasar la línea roja? Por cierto, la incertidumbre horizontal de los puntos de unos 50 ns y se ha medido una diferencia de tiempos de solo 60 ns. No quiero decir nada más. Entre los que opinan como yo recomiendo leer a Jon Butterworth, “Those faster-than-light neutrinos. Four things to think about,” Life and Physics, 24 sep. 2011.

El millón de dólares de Perelman financiará una beca postdoctoral en París

Estoy impartiendo en la Universidad de Málaga un seminario breve, para amiguetes, sobre la demostración de la conjetura de Poincaré obtenida por el matemático ruso Grigory Perelman, que finalizó el programa desarrollado por el estadounidense Richard Hamilton. Perelman ganó la medalla Fields en 2006, pero no la aceptó, y el millón de dólares del premio Clay del Milenio en 2010, que también rechazó. ¿Qué ha hecho el Instituto Clay de Matemáticas con el dinero de Perelman? Ha creado una plaza en el Instituto Henri Poincaré (IHP) de París, una beca postdoctoral para matemáticos jóvenes. La beca tendrá una duración entre seis meses y un año. Solo los jóvenes matemáticos más brillantes podrán optar a esta plaza. Perelman disfrutó de una beca postdoctoral del Instituto Miller entre 1993 y 1995 y el Instituto Clay ha pensado que la mejor manera de invertir el millón de dólares que ha rechazado es promover a los matemáticos jóvenes. ¿Cómo se llamará la beca postdoctoral? No, no se llamará “beca Perelman” (no vaya a ser que Perelman se moleste porque usen su nombre en vano), se llamará “beca Clay” (“Clay chair”). Todavía no se ha publicado la primera convocatoria de solicitudes, aunque lo hará pronto. Más información en la noticia de portada en la web del Instituto Clay.

Amazings Bilbao “La búsqueda del bosón de Higgs” (tercera versión)

Muchos dicen que el siglo XXI será el siglo de la nanotecnología. La nanociencia es la ciencia de las cosas que tienen un tamaño inferior a 100 nanómetros. El tamaño de unos cientos de átomos (el radio de un átomo es del orden de una décima de nanómetro). Los átomos están hechos de electrones y quarks. La ciencia que estudia estas partículas es la zeptociencia, la nano-nanociencia. Hoy sabemos que los electrones y los quarks tienen un tamaño inferior a 100 zeptómetros (10 elevado a menos 19 metros). Para explorar distancias tan pequeñas se requieren los “microscopios” más poderosos del mundo, los grandes aceleradores de partículas. El LHC del CERN (el gran colisionador de hadrones situado cerca de Ginebra) es una máquina diseñada para explorar la zeptociencia. Quizás no lo sepáis, pero el LHC ha logrado este año reducir el tamaño máximo de un quark en un factor de tres.

Las partículas conocidas de mayor masa no pueden ser observadas en los rayos cósmicos porque son inestables y se desintegran tan rápido que es imposible que acaben llegando a la Tierra. Por ejemplo, el quark top, el quark más pesado que fue descubierto en 1995 en el Tevatrón del Fermilab (el acelerador de partículas situado a las afueras de Chicago que finalizará sus días la semana que viene, el próximo viernes 30 de septiembre, tras 25 años siendo el “microscopio” más poderoso del mundo). La vida media de un quark top es de medio yoctosegundo, media billonésima de billonésima de segundo.

Quizás os mareen estos prefijos, pero os recuerdo que después del prefijo nano-, vienen pico-, femto-, atto-, zepto- y yocto- (cada uno es 1000 veces más pequeño que el anterior). La física del quark top es la física de los zeptómetros y de los yoctosegundos.

El bosón de Higgs es una partícula predicha por el modelo estándar, las leyes físicas que describen el comportamiento de todas las partículas. Igual que el quark top, el bosón de Higgs es una partícula con mucha masa y muy inestable. Se estima que su vida media es inferior al yoctosegundo, la billonésima de billonésima de segundo. Este verano pasado (a finales de agosto) se publicaron los últimos resultados sobre la búsqueda del Higgs que indican que su masa es mayor de 114,4 GeV e inferior a 145 GeV (la masa de un protón es un poco inferior a 1 GeV). Por ahora, ni el Tevatrón ni el LHC tienen sensibilidad suficiente para explorar este rango de masas, pero dentro de unos meses la tendrán. Dentro de unos meses, el LHC podra encontrar y encontrará el bosón de Higgs. La gran noticia de la física de partículas durante 2012 será el descubrimiento del Higgs.

Los físicos sabemos lo que es un átomo de hidrógeno, un electrón ligado a un protón por un campo electromagnético, o lo que es un protón, tres quarks ligados entre sí por un campo cromático debido a la interacción fuerte, es decir, gracias a unas partículas llamadas gluones que actúan como un pegamento que aglutina a los quarks en una especie de bolsa de la que no pueden salir, el protón. Sin embargo, ningún físico del mundo sabe lo que es un electrón o un quark. Todo lo que sabemos es que son partículas elementales (no parece que estén compuestas por nada más pequeño) que tienen ciertas propiedades físicas bien conocidas.

El electrón es más ligero que los quarks. Su masa en reposo es 1836 veces más pequeña que la masa de un protón. Sin embargo, no conocemos la masa en reposo de los quarks. Hay muchas cosas que los físicos no sabemos de las partículas y una de ellas es que no sabemos la masa tienen los quarks. Los experimentos en los que un electrón de alta energía colisiona con un protón indican que el quark arriba tiene una masa entre 3 y 8 veces la masa de un electrón, y que el quark abajo tiene una masa entre 8 y 16 veces la masa de un electrón. Pero el valor exacto aún es desconocido. La razón es que no podemos separar un quark de un protón y pesarlo, los quarks están confinados en el interior del protón.

Mucha gente dice que descubrir el bosón de Higgs permitirá explicar el origen de la masa. Lo siento, pero no es verdad. El peso de los átomos de vuestros cuerpos es debido a la masa de los protones y de los neutrones, ya que los electrones son muy ligeros, y resulta que la masa de los quarks solo da cuenta de menos del 2% de la masa de un protón. El resto de la masa del protón es energía, pura energía, la energía del campo de gluones que une los quarks entre sí. El 98% de la masa de las cosas que os rodean es pura energía. El bosón de Higgs solo da cuenta de la masa de las partículas elementales, como los electrones y los quarks.

¿Por qué es muy difícil descubrir el bosón de Higgs? Cuando yo estudiaba física, hace 20 años (acabé la carrera en 1992), la búsqueda del bosón de Higgs era casi una utopía. Aún no se había descubierto el quark top, cuya masa se suponía que estaba entre 90 veces y 200 veces la masa del protón; por lo que el Higgs podía tener una masa entre 50 veces y 1000 veces la masa del protón. Ningún colisionador de partículas tenía sensibilidad suficiente para explorar todo el rango de masas para el bosón de Higgs en 1992.

Cuando el quark top se observó en 1995 en el Tevatrón resultó que su masa era enorme, unas 185 veces la masa del protón. Más aún, su masa era predecible suponiendo que su acomplamiento con el bosón de Higgs era exactamente igual a uno. Toda una sorpresa inesperada. Hoy sabemos que lo es con un error menor del 1%. Podría ser una casualidad, pero el quark top tiene la masa que tiene que tener si es la partícula elemental más pesada que existe que sufre la interacción electrodébil.

El descubrimiento del quark top hizo creer a los físicos que el bosón de Higgs existía y podía ser encontrado en el LEP, el colisionador de electrones y sus antipartículas, los positrones, situado en el anillo que ahora ocupa el LHC, en el CERN. LEP era una fábrica de unas partículas neutras llamadas bosones Z, que se podían desintegrar en un bosón de Higgs (y un Z virtual). LEP buscó al Higgs, pero no lo encontró. En noviembre del año 2000, LEP fue clausurado para dar paso a la construcción del LHC.

En el año 2001 el único colisionador capaz de continuar la búsqueda del bosón de Higgs era el Tevatrón, pero en este colisionador observar el Higgs es muy difícil. El mejor modo es mediante su desintegración en dos bosones W. En el año 2000 el Tevatrón nunca había observado una colisión que produjera dos bosones W. Hubo que esperar al año 2005. Había que estudiar bien estas colisiones antes de buscar el Higgs. La búsqueda se inició en el Tevatrón en el año 2007, pero los primeros resultados interesantes son de marzo del año 2009, el bosón de Higgs no tenía una masa de 170 GeV, el doble de la masa del bosón W. En la era de internet las noticias corren tan rápido que nos parece que el Tevatrón lleva publicando datos sobre el Higgs desde hace una eternidad, pero solo hace dos años y medio que se publicaron los primeros resultados.

La gran revolución en la búsqueda del bosón de Higgs ha sido el inicio de las colisiones del LHC en noviembre de 2009. Tras un año 2010 espectacular, este año, 2011, está siendo casi milagroso. El LHC explorará antes de final de este año todos los lugares donde se puede esconder el bosón de Higgs y los primeros indicios de su existencia aparecerán en diciembre. El descubrimiento definitivo del Higgs será la noticia estrella del próximo verano. En julio o quizás en agosto de 2012 la búsqueda del bosón de Higgs habrá finalizado y la última pieza del puzzle del modelo estándar será colocada en su lugar.

Gracias.

Amazings Bilbao “La búsqueda del bosón de Higgs” (segunda versión)

La segunda charla que preparé para Amazings Bilbao estaba pensada para tener unas 12 transparencias con figuras divertidas extraídas de la web La Aventura de las Partículas. Además, para darle un toque de humor tenía pensado incluir algunas figuras de transición, en plan visto y no visto, como una caricatura de ZP junto a Rajoγ; a alta energía ambos serían delgados y a baja energía ZP sería muy gordo y Rajoγ seguiría siendo delgado (en un globo ZP decía “me he comido el Higgs… digo la crisis”); ahora no me hace tanta gracia, así que la omito. Mi idea era gesticular mucho con las manos conforme hablase, pero omitiré aquí describir los gestos. Bueno, al grano, espero que os guste.

Tiempo de presentación: 10 minutos ajustados.

Todos estamos hechos de átomos, incluso las mulas. En vuestros cuerpos hay unos 59 elementos químicos diferentes. Una persona que pese 70 kg (como yo… bueno, como cuando yo los pesaba) tiene unos 7 mil billones de billones de átomos en su cuerpo. Hidrógeno, oxígeno, carbono, nitrógeno, … pero también oro y uranio. Sí, así es, por cada 70 kg de peso vuestros cuerpos contienen unos 0,2 miligramos de oro y unos 0,1 miligramos de uranio. Ya sabéis que no hay que ir a Fukushima para emitir radioactividad.

Todos los átomos están hechos de electrones y quarks. Los electrones son partículas con carga eléctrica negativa que orbitan un núcleo con carga eléctrica positiva. Los electrones están unidos al núcleo gracias a un campo eléctrico (a la interacción electromagnética mediada por los fotones, partículas de luz).

Los quarks que forman el núcleo atómico están agrupados en tríos, que llamamos protones y neutrones. Hace 40 años se descubrió que los protones y los neutrones estaban compuestos de quarks. Hay dos tipos de quarks en vuestro cuerpo, los quarks tipo arriba con una carga positiva 2/3 de la del electrón y los quarks tipo abajo con una carga negativa 1/3 de la del electrón. Un protón tiene dos quarks arriba y uno abajo, por ello tiene una carga positiva total opuesta a la del electrón. El neutrón está formado por dos quarks abajo y uno arriba y es neutro (para la carga eléctrica). Sabemos que los protones están compuestos de quarks gracias a experimentos en los que se hace colisionar electrones de muy alta energía contra un protón. La mayoría de los electrones pasa a través del protón como si estuviera vacío, pero algunos chocan contra los quarks y rebotan; gracias a estos rebotes podemos conocer sus propiedades físicas.

Los quarks están unidos entre sí dentro del protón gracias a la interacción fuerte o de color. Los quarks tienen carga eléctrica (positiva o negativa) y carga de color (con tres valores llamados rojo, verde y amarillo). En el protón, los tres quarks están rodeados de innumerables gluones, las partículas portadoras de la interacción fuerte y que son capaces de cambiar el color de los quarks. Hay 8 tipos diferentes de gluones. Los hadrones son partículas neutras para la carga de color formadas en su interior por partículas que sí están coloreadas (quarks y gluones). Los protones y los neutrones están unidos entre sí en el núcleo gracias a una interacción efectiva, una fuerza residual de la interacción fuerte. Esta fuerza es mucho más fuerte que la repulsión eléctrica entre los protones que tienen carga positiva.

Un átomo pesado con muchos neutrones y protones en su núcleo puede desintegrarse en átomos menos pesados, es decir, puede ser radioactivo. Un quark abajo puede transformarse en un quark arriba, convirtiendo un neutrón en un protón y desestabilizando el núcleo del átomo, que puede fisionarse en dos. En este proceso la conservación de la carga obliga a que se emita un electrón y además resulta que se emite otra partícula, el neutrino. Todas estas partículas, los dos leptones, el electrón y el neutrino, y los dos quarks, el arriba y el abajo, forman un conjunto de partículas llamado primera generación. Hoy en día se conocen dos generaciones más, formadas por partículas como las anteriores pero de mayor masa. Nadie sabe por qué hay tres generaciones de partículas y no cuatro o dos.

La interacción entre un electrón y un quark puede ser electromagnética, por el intercambio de un fotón (una partícula de luz), o mediante la interacción débil, mediante el intercambio de un bosón Z neutro o de un bosón W cargado. Los bosones Z y W son partículas muy parecidas al fotón, pero con una masa enorme, el Z tiene unas 97 veces la masa de un protón y el W unas 86 veces. Cuando los electrones tienen una energía inferior a la masa de estas partículas, el electromagnetismo y la interacción débil son dos interacciones completamente diferentes. Sin embargo, cuando los electrones tienen una energía superior a unas 230 veces la masa del protón (216 GeV decimos los físicos), el fotón y los bosones Z y W todos se comportan de forma idéntica, como si no tuvieran masa en reposo. Es un hecho experimental que a estas energías es imposible distinguir un fotón de un bosón Z. Electromagnetismo e interacción débil están unificadas en una única interacción, llamada electrodébil.

Una billonésima de segundo después de la gran explosión, el big bang, la interacción electrodébil sufre una transición de fase (a unos 216 GeV) y se separa en dos interacciones muy diferentes en apariencia. En este proceso los bosones Z y W adquieren una masa en reposo enorme y la interacción débil se vuelve una interacción de muy corto alcance y muy débil comparada con el electromagnetismo. Para entender esta transición de fase los físicos han propuesto un mecanismo llamado ruptura espontánea de la simetría electrodébil o mecanismo de Higgs para abreviar.

El mecanismo de Higgs predice que todas las partículas adquieren una masa en reposo a baja energía (por debajo de los 216 GeV), aunque en realidad sean partículas con masa en reposo nula (como el fotón) a alta energía. La masa en reposo es una propiedad que solo permite diferenciar a las partículas a baja energía, siendo irrelevante a muy alta energía.

El mecanismo de Higgs predice la existencia de un partícula residual, llamada bosón de Higgs, asociada al hecho de que el fotón no adquiere masa tras la transición de fase electrodébil. La transición de fase más conocida es la congelación del agua a 0º C. El agua presenta una simetría exacta: desde dentro podemos mirar en todas direcciones y veremos siempre los mismo, agua. Sin embargo, el hielo es un cristal con simetría hexagonal (acordaros de los copos de nieve) y mirar dentro del hielo en ciertas direcciones es diferente a mirar en otras; la simetría exacta del agua se ha rota en una simetría más sencilla.

El vacío en física de partículas no está vacío, contiene campos que presentan ciertas simetrías. Si pego un salto, el campo gravitatorio de la Tierra hace que vuelva a caer, incluso en el vacío. Los físicos creemos que el vacío está relleno de un campo de Higgs y de campos asociados a todas las partículas. Durante la transición de fase electrodébil, el campo de Higgs sufre un cambio (se condensa en un estado de Bose-Einstein) y como resultado todas las partículas para las que se rompe las simetría de la teoría electrodébil adquieren masa en reposo; sin embargo, la simetría asociada al electromagnetismo no se rompe, se mantiene exacta a baja energía y el fotón sigue sin masa.

El mecanismo de Higgs predice que el campo de Higgs interactúa consigo mismo y aparece a baja energía como una partícula con masa, el bosón de Higgs. Esta partícula predicha por los físicos aún no ha sido encontrada en los experimentos. Hablando un poco a la ligera podemos decir que todas las partículas adquieren masa “comiéndose un bosón de Higgs” y que el propio bosón de Higgs es caníbal y puede comerse a sí mismo. La teoría no predice la masa del Higgs, hay que descubrir un Higgs para saber cómo interactúa consigo mismo, por ello, su búsqueda a ciegos ha costado tantos años. Sin embargo, ya ha llegado el momento de la gloria. Los físicos creemos que el año que viene el bosón de Higgs será descubierto en el Gran Colisionador de Hadrones, el LHC, en el CERN.

La gran noticia científica del año próximo será el descubrimiento, por fin, del bosón de Higgs.

Amazings Bilbao “La búsqueda del bosón de Higgs” (primera versión)

Para Amazings Bilbao varios de los ponentes propusieron no utilizar transparencias de PowerPoint (¡a ver quién se atreve!). Yo tenía transparencias medio preparadas, pero quería poder prescindir de ellas, con lo que al final preparé varias charlas (cuatro charlas), todas con la posibilidad mixta de usar o no transparencias. La charla final la elegí la noche del viernes 23 durante la cena. Quizás no fue la mejor elección. Una elección retardada nunca es una buena elección… Hoy os presento el texto de la primera de mis charlas. Quería ilustrarla con solo cuatro transparencias: imágenes del LHC, Tevatrón, producción de un Higgs por fusión de gluones y la mula Francis con un globo diciendo “os lo dije, en julio o agosto de 2012.” Estas imágenes aportan poco aquí, así que las omitiré. Espero que os guste.

Tiempo estimado: entre 9 y 10 minutos.

El bosón de Higgs es una partícula que ha sido divinizada por algunos, pero que en realidad no tiene nada de especial. Se trata de una partícula predicha por las leyes que rigen la física de todas las partículas que conocemos en la actualidad; a estas leyes los físicos las llamamos modelo estándar. La física de partículas es la física de las energías muy grandes. Explorar energías tan grandes significa explorar distancias muy pequeñas e intervalos de tiempo muy cortos. Gracias a esta física podremos entender cómo era el universo en los primeros instantes tras la gran explosión (el famoso big bang), podremos aproximarnos, poco a poco, al origen de todo.

El bosón de Higgs es una partícula predicha por el modelo estándar. El modelo estándar en ocasiones anteriores ha predicho otras partículas que han sido encontradas en los experimentos (predijo la existencia del bosón Z, del quark top y del neutrino tau, entre otras). Nada indica que el Higgs no exista y nada indica que no vaya a ser descubierto. Sin embargo, no esperéis que su descubrimiento vaya a ser algo revolucionario. El Higgs es una pieza que nos falta en el modelo estándar y tenemos que encontrarla. Una vez encontrada habremos logrado dar el primer paso. Pero el camino a recorrer será largo. Habrá que determinar con precisión sus propiedades y estudiar si se comporta como afirma el modelo estándar que debe hacerlo o si presenta pequeñas desviaciones; estas desviaciones nos darán muchísima información sobre lo que nos depara el futuro del propio modelo estándar. Así ha pasado con todas las partículas predichas hasta ahora que han acabado siendo descubiertas y así seguirá pasando en el futuro. Determinar con precisión las propiedades del Higgs será un proceso largo y costoso que requerirá varias décadas.

Ahora mismo, todo indica que la partícula de Higgs será descubierta en el LHC (el gran colisionador de hadrones) del CERN (el centro europeo para la física nuclear y de partículas), situado cerca de Ginebra, en la frontera entre Francia y Suiza. Tras el grave accidente sufrido por el LHC en septiembre de 2008, se reanudaron las colisiones en noviembre de 2009 con una máxima, la seguridad de la máquina. Había que evitar a toda costa que el accidente se volviera a repetir. Durante el año 2010 el LHC trabajó a medio gas, con colisiones a la mitad de la energía para las que estaba diseñado. Paso a paso, con pasos lentos pero seguros, se obró el milagro. Parecía imposible que el LHC funcionara tan bien como ha estado funcionado durante el año 2010. Nadie esperaba que el LHC fuera una máquina perfectamente “engrasada” para descubrir el bosón de Higgs.

En febrero de este año, 2011, se decidió que la parada técnica prevista para 2012, con objeto de reparar la máquina y prepararla para trabajar a máxima energía, se retrasaría hasta 2013 y que se acumularían suficientes colisiones para que el LHC fuera capaz de descubrir el bosón de Higgs antes de 2013. Los modelos teóricos habían mejorado e indicaban que era posible lograrlo.

Ahora mismo, en cuatro horas se acumulan tantas colisiones como durante todo el año 2010 completo. Solo en cuatro horas. Ahora mismo ya se han acumulado el triple de colisiones de las esperadas en febrero para todo 2011. El LHC está funcionando a las mil maravillas. A este ritmo, el LHC explorará todos los lugares donde se puede esconder el bosón de Higgs y lo encontrará como muy tarde en julio o agosto de 2012.

El año que viene la gran noticia de la física de partículas será el descubrimiento del bosón de Higgs. Recordadlo, la gran noticia habrá sido anunciada en Amazings Bilbao.

El próximo viernes 30 de septiembre, finalizarán las colisiones protón-antiprotón en el Tevatrón, el gran colisionador del Fermilab, los laboratorios Fermi de física de partículas situados cerca de Chicago. Una máquina que ha estado a punto de encontrar el Higgs antes que el LHC, un David que estuvo a punto de vencer a Goliat. El Tevatrón ha realizado importantísimas contribuciones a la física de partículas, destacando el descubrimiento del quark top en 1995 y el estudio de sus propiedades.

Para la mayoría de los físicos es una gran pena, ya que el LHC podrá encontrar el bosón de Higgs, pero no podrá estudiar en detalle sus propiedades hasta dentro de muchos años, cuando acumule un número enorme de colisiones y se pueda realizar física de precisión con él. En el Tevatrón, un colisionador de menor energía, sería más fácil hacer física de precisión. Si se hubiera aprobado la ampliación de su financiación hasta 2014, seguramente en dicha fecha ya se sabría si el bosón de Higgs que se descubra en el LHC es el bosón predicho por el modelo estándar o si por el contrario apunta a nueva física más allá del modelo estándar.

¿Por qué es muy difícil descubrir el bosón de Higgs en el Tevatrón o en el LHC? El 90% de los bosones de Higgs que se producen en estos aceleradores lo hacen gracias a un proceso llamado fusión de gluones. Para producir el Higgs tenemos que aprovechar su acoplamiento con el resto de las partículas y este acomplamiento depende de la masa. El bosón de Higgs se acopla mucho a las partículas conocidas con mayor masa, el quark top, descubierto en el Tevatrón en 1995, y los bosones W y Z, descubiertos en el CERN en 1983.

Para producir un Higgs tenemos que colisionar dos quarks top (un top y un antitop), pero cuando en una colisión en el Tevatrón o en el LHC se produce una pareja de quarks tops, ambos salen disparados en direcciones opuestas. Es imposible que vuelvan a colisionar. Lograrlo requiere producir cuatro quark tops (dos parejas) para que dos de ellos colisionen entre sí, un proceso muy raro. Mucho más probables es la producción de un Higgs gracias a la producción de tres quarks top en una carambola digna de los mejores jugadores de billar.

Un gluón de un protón produce dos quarks top y uno de ellos  colisiona con un gluón del otro protón, emitiendo un nuevo quark top que, por increíble que parezca, alcanza al primero. El resultado es una colisión en forma de triángulo con tres quarks. Como podéis imaginar esta carambola se da raras veces pero es el mecanismo responsable del 90% de los bosones de Higgs producidos en el LHC y en el Tevatrón. Por eso es tan difícil producir el Higgs y por eso se requiere acumular un número enorme de colisiones.

En la actualidad se producen en el LHC del orden de un Higgs por hora. Pero el Higgs se desintegra muy rápido, en una billonésima de billonésima de segundo. Observarlo directamente es imposible. Observamos sus productos de desintegración. Como el Higgs se acopla a todas las partículas conocidas con masa, y como es neutro y se puede desintegrar en pares de fotones o de gluones, los productos de desintegración son muy parecidos a los observados en colisiones en las que no hay un bosón de Higgs. Buscar un bosón de Higgs es como buscar una aguja en un pajar. Pero gracias a que conocemos muy bien el modelo estándar y podemos predecir los productos de las desintegraciones en el Tevatrón y en el LHC, tanto las que incluyen un Higgs como las que no lo incluyen, el bosón de Higgs acabará siendo encontrado. Y si la estadística no engaña, el Higgs será descubierto en 2012.

Gracias.

El futuro de la física de partículas se está decidiendo en Granada

El futuro de la física de partículas se está discutiendo esta semana en Granada en el LCWS 11 (International Workshop on Future Linear Colliders), 26-30 Sept. 2011. El LHC del CERN es el presente y de los resultados que obtenga dependerá el futuro de los colisionadores lineales, aún así los proyectos de gran ciencia requieren una preparación de muchos años y ahora mismo se está decidiendo cual parece ser la mejor ruta a seguir. Permíteme un comentario general, ya que solo he podido ver las transparencias del lunes 26, aunque todas están apareciendo puntualmente en su web indico.

El LHC es un colisionador de hadrones, una máquina ideal para estudiar colisiones de muy alta energía, una máquina ideal para descubrir nueva física. El LHC es la máquina que descubrirá el Higgs, la supersimetría y otros indicios de nueva física, si existen en la escala de energía de los TeV. Sin embargo, el estudio detallado de las propiedades del Higgs, la supersimetría y la posible nueva física requiere aceleradores específicos. Los aceleradores de leptones son instrumentos de precisión perfectos para esta tarea. Aceleradores lineales con colisiones electrón-positrón, como ILC o CLIC, o circulares con colisiones muón-antimuón, como el MuC del Fermilab. Todos ellos están en fase de diseño, siendo el ILC el que se encuentra en su fase más avanzada. Se ha propuesto que las colisiones en el ILC tengan una energía en el centro de masas entre 0,5 y 1 TeV; para CLIC se está estudiando una energía mayor, unos 3 TeV. Dado que estamos en época de crisis, algunos investigadores han propuesto que ILC y CLIC se unan en un único acelerador, llamado LC, aunque la mayoría de los científicos prefiere que haya dos instalaciones separadas que puedan validar sus datos mutuamente. En cuanto a MuC, la propuesta actual son colisiones con 3 TeV en el centro de masas.

Una cosa que mucha gente ignora es que cuando el LHC del CERN encuentre el bosón de Higgs no se sabrá si es el bosón de Higgs del modelo estándar o alguna de sus variantes supersimétricas o incluso alguna variante más exótica. El LHC no podrá estudiar sus propiedades hasta dentro de muchos años, cuando haya acumulado una ingente cantidad de colisiones. Quizás por ello, tras el descubrimiento del bosón de Higgs no se le conceda el Premio Nobel a Peter W. Higgs, solo o junto a Francois Englert, ya que Robert Brout ya ha fallecido; el problema es que no se sabrá si el bosón descubierto es el “mesón” que predicho en 1964. En mi opinión, el Premio Nobel podría ir a manos de los físicos experimentales que dirigen los grandes experimentos del LHC, así el Comité Nobel se curaría en salud y no cometería el error de premiar a Peter Higgs por el descubrimiento de un bosón de Higgs que no es el que él predijo.

A corto plazo, lo ideal sería poner en marcha ILC con una energía baja, pongamos 500 GeV (se le suele llamar ILC 500). La I+D de este acelerador está muy avanzada y la propuesta oficial podría estar lista a finales del año que viene (una vez el LHC haya decidido la cuestión del Higgs). Un colisionador lineal de leptones (electrón contra positrón) con una energía de 500 GeV c.m. permitiría estudiar con detalle las propiedades del Higgs y descubrir los secretos de la ruptura espontánea de la simetría electrodébil. Sus 500 GeV de energía en el centro de masas le permitirán estudiar la producción del Higgs en canales como el ZH, ZHH e incluso el ttbarH. Quizás incluso se podría desarrollar este acelerador por etapas de energía creciente (lo que abarataría costes en estos tiempos de crisis financiera). Un acelerador lineal con una energía superior a 250 GeV c.m. sería una fábrica de Higgs. Si su energía se incrementara por encima de los 350 GeV también sería una fábrica de quarks top. El diseño más apropiado de un acelerador de estas características debería permitir subir la energía de forma progresiva por lo menos hasta los 500 GeV. La construcción de una máquina así podría iniciarse pronto y dentro de unos diez años sería el complemento perfecto del LHC.

El LHC y cualquier colisionador de hadrones son máquinas para descubrir nuevas cosas, pues permiten colisiones “baratas” de muy alta energía, pero como instrumento de precisión deja mucho que desear. Un colisionador lineal de leptones requieren una menor energía en el centro de masas de las colisiones y ofrecen colisiones mucho más limpias (recuerda que los leptones son partículas elementales y los hadrones son un saco repleto de quarks y gluones) . De hecho, para muchos parámetros del modelo estándar los valores más precisos hoy en día tienen un intervalo de error similar al que ya obtuvo LEP (el colisionador electrón-positrón que usaba el mismo túnel que el LHC en el CERN) hace más de 10 años. Tanto el Tevatrón del Fermilab como el LHC tienen muchas dificultades para mejorar estas medidas porque requieren acumular un número enorme de colisiones debido a que sus colisiones son mucho más sucias y difíciles de analizar.

El resumen de la conferencia “Días sobre el Higgs en Santander”

Todo apunta a que el año 2012 será el annus mirabilis para la física del Higgs. Ya han empezado a aparecer las transparencias de las charlas de la edición de 2011 del congreso “Días sobre el Higgs en Santander,” organizado por el Instituto de Física de Cantabria-IFCA (que ya anunciamos en “Física de partículas de primer nivel en España, desde Santander a Granada,” 21 sep. 2011). Se han hecho de rogar, pero ya están disponibles la mayoría (aunque no todas) en su web indico. Las transparencias, poco interesantes en mi opinión, indican que lo más relevante del congreso han sido las charlas a pie de pasillo. Si hay que destacar alguna charla, yo me decanto por la de Alex Read, “Higgs statistics for theorists,” y la de Chiara Mariotti, “The Future of the LHC Higgs Cross Section Working Group.” La mayoría de las charlas son teóricas, lo que nos demuestra que, aunque está muy trabajada, la predicción teórica de las propiedades del Higgs todavía es objeto intenso de investigación, en especial, en el marco de la supersimetría (modelo MSSM). En cuanto a las charlas experimentales, solo mencionaré las de la búsqueda del Higgs en el Tevatrón de Aurelio Juste, aunque no cuentan nada nuevo respecto a lo ya publicado este verano, presentan un buen resumen de la situación actual y del próximo futuro, una vez el Tevatrón finalice sus colisiones este viernes. No tengo mucho más que decir, así que os dejo con las dos caras de la moneda del Higgs, la sorpresa y la fruta prohibida.